本书系统地阐述了分布式车辆系统动力学与控制的基本原理、方法和应用技术。全书共分为五章，内容包括分布式电动汽车的国内外研究动态、纵向动力学控制、横向动力学控制、纵横向运动综合控制和容错控制等。本书力求科学、系统和全面，可让读者充分了解并掌握分布式车辆系统动力学与控制的基本原理及方法，比较适合从事车辆工程领域的科研人员及研究生使用。
本书强调理论与实践、创新与传统相结合，以分布式电动汽车为对象，深入探讨了如何在传统车辆动力学与控制经典理论基础上开展创新性研究。
随着全球汽车保有量的不断增加，汽车工业所面临的能源紧缺、环境污染等问题日益严峻，传统的汽车节能减排技术已不能有效解决上述问题，研发低能耗、低排放、高性能的新型汽车逐渐成为世界汽车工业发展的迫切需求。在这一背景下，具有节能、环保、高效等显著优势的电动汽车得到快速的发展。
按照动力系统布局形式的不同，电动汽车驱动形式可以划分为集中式和分布式两种。分布式电动汽车将驱动电动机分散布置于各个车轮中或附近，得到了全新设计的电动汽车底盘形式。这种汽车底盘设计为汽车结构的变革带来了机遇，逐步成为汽车研发和设计领域的热点。另一方面，与传统集中式驱动汽车相比，分布式电动汽车具有传动链短、结构紧凑、可控性好、车内空间利用率高等优点，其所具有的先进、独特的系统结构为整车动力学控制引入了新的实现形式，能从整体上提升该类型车辆的操纵稳定性、安全性和舒适性，因此分布式电动汽车具有重要的研究价值和广阔的工程应用前景。
本书通过将分布式电动车辆的先进底盘结构优势与车辆动力学理论、控制工程有机结合，研究了分布式电动汽车动力学控制系统所涉及的多项核心关键技术，力求综合优化与整体提升汽车的动力学性能，从而有效推动该新型车辆的产业化进程。同时，相关技术还可以移植到其他类型的汽车上，具有较强的扩展能力，对于提高其他类型汽车的综合性能也具有指导和借鉴意义。
本书体现了作者所在课题组从2005年至2020年在分布式电动汽车动力学与控制方面取得的研究成果，相关研究获得了国家自然科学基金项目、国家973计划项目和国家重点研发计划项目等多个项目的支持。本书系统地阐述了分布式电动汽车系统动力学与控制的基本原理、方法和工程应用。本书共分为五章，分别阐述了分布式电动汽车的研究动态、纵向动力学控制、横向动力学控制、纵横向综合控制和容错控制等内容，各章内容翔实、环环相扣、层层递进，*终形成分布式电动汽车动力学与控制的系统性成果。
在本书撰写过程中，课题组的邹广才、王博、周磊、刘力、范晶晶、戴一凡、褚文博、罗剑、陈龙、黄冠富、曹坤、胡云等研究生为相应各章节的撰写提供了有价值的资料，在此为他们的辛勤付出表示感谢。
本书并不能穷尽分布式电动车辆动力学与控制的科学、技术与工程问题，同时由于作者的知识水平有限，书中定有不足之处，恳请广大读者批评指正。
李克强，清华大学车辆与运载学院教授、汽车安全与节能国家重点实验室主任、国家智能网联汽车创新中心首席科学家。长期致力于汽车智能驾驶系统动态设计与控制的研究及工程应用。发表学术论文260余篇，其中 SCI/EI收录220余篇。作为专家组组长编写了由国家相关部委发布的《智能网联汽车技术路线图》《智能汽车创新发展战略》等。获国家技术发明奖二等奖2项、国家科学技术进步奖二等奖1项，并获首届全国创新争先奖。获国内外发明专利授80余项。
罗禹贡，清华大学车辆与运载学院研究员，科技部中青年科技创新领军人才。一直致力于智能网联电动车辆动力学及控制的研究，主持 “十三五”国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目等数十项。发表学术论文176篇，其中SCI收录53篇，EI收录162篇；出版专著1部。获得国家技术发明奖二等奖2项，国家科学技术进步奖二等奖1项；获得省部级一、二等奖9项。获国家发明专利授权78项。
郭景华，厦门大学机电工程系副教授。研究方向为智能车辆、车辆系统动力学与控制。先后主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目子课题、福建省自然科学基金项目、深圳市科技攻关项目等10余项。以第一作者/通讯作者身份发表SCI/EI期刊论文50余篇，其中SCI收录30篇；获国家发明专利授权20余项。
第1章绪论1
1.1分布式电动汽车研究背景1
1.2分布式电动汽车发展趋势4
1.2.1国外分布式电动汽车研究概况4
1.2.2国内分布式电动汽车研究概况8
1.3分布式电动汽车动力学控制研究现状9
1.3.1电动汽车横向动力学控制9
1.3.2电动汽车纵向动力学控制21
1.3.3电动汽车纵横向运动综合控制29
1.4分布式电动汽车容错控制技术37
1.4.1被动式容错控制37
1.4.2主动式容错控制38
本章参考文献40
第2章分布式电动汽车纵向动力学控制52
2.1分布式电动汽车驱/制动力控制分配52
2.1.1全轮驱/制动力优化分配方法设计56
2.1.2全轮驱/制动力比例分配方式设计72
2.2分布式电动汽车驱/制动滑移率控制74
2.2.1基于归一化轮胎模型的滑移率目标设计75
2.2.2基于滑模算法的滑移率控制77
2.2.3基于滑模理论的滑移率控制器稳定性分析79
2.3分布式电动汽车复合制动控制81
2.3.1电动汽车复合制动时的前后轮滑移率分配87
2.3.2滑移率的电动机与液压复合控制106
2.3.3基于逆模型的轮缸压力调节124
2.4小结136
本章参考文献136
第3章分布式电动汽车横向动力学控制139
3.1基于动态调整的横向动力学控制目标设计139
3.1.1两类横向动力学控制目标的对比分析140
3.1.2横向动力学控制目标线性动态调整方法142
3.1.3横向动力学控制目标非线性动态调整方法154
3.1.4两种横向动力学控制目标动态调整方法的对比分析165
3.2电动汽车直接横摆力矩控制设计166
3.2.1二自由度控制结构设计167
3.2.2前馈补偿器设计167
3.2.3*优动态滑模反馈控制器设计168
3.2.4直接横摆力矩反馈控制器特性分析172
3.3双重转向控制174
3.3.1双重转向控制相关概念175
3.3.2双重转向控制系统结构177
3.3.3双重转向控制目标设计177
3.3.3直接横摆力矩计算182
3.3.4基于机动性的驱动力分配182
3.3.5基于转向助力的驱动力分配186
3.4小结189
本章参考文献190
第4章分布式电动汽车纵横向运动综合控制193
4.1纵横向运动综合控制系统结构设计193
4.1.1纵横向运动综合控制系统方案设计193
4.1.2关键技术198
4.2基于轮胎负荷率与耗散能优化的纵横向力分配200
4.2.1基于轮胎负荷率优化的纵横向力分配201
4.2.2基于轮胎耗散能优化的纵横向力分配209
4.2.3纵横向力分配目标的动态调节211
4.2.4小结213
4.3基于Dugoff模型的纵横向力控制214
4.3.1基于Dugoff模型的轮胎逆模型215
4.3.2车轮滑移率滑模控制219
4.3.3轮胎侧偏角控制225
4.4纵横向运动综合控制系统仿真试验229
4.4.1纵横向力分配方法仿真分析230
4.4.2纵横向力控制方法仿真分析240
4.4.3纵横向运动综合控制整体效果对比244
4.5纵横垂向力协同控制系统设计246
4.5.1系统总体设计247
4.5.2纵横垂向力协同控制目标制定249
4.5.3纵横垂向力优化分配255
4.5.4纵横垂向力执行控制263
4.5.5协同控制系统仿真验证265
4.6小结286
本章参考文献287
第5章分布式电动汽车容错控制290
5.1多执行器失效模式分析290
5.1.1执行器失效的定义291
5.1.2失效模式界定291
5.2自校正容错控制器设计294
5.2.1面向容错控制的车辆模型295
5.2.2包含执行器故障的系统模型295
5.2.3自校正容错控制器设计296
5.3分布式电动汽车多执行器自校正容错控制方法297
5.3.1控制约束298
5.3.2面向分布式电动汽车的自校正容错控制304
5.3.3自校正容错控制系统稳定性分析305
5.4分布式电动汽车多执行器自校正容错控制仿真验证306
5.4.1直线匀速工况306
5.4.2直线加速工况308
5.4.3转向行驶工况310
5.4.4容错控制效果对比及分析312
5.5面向功能安全的分布式智能电动汽车线控转向系统容错控制技术314
5.5.1线控转向系统功能安全架构设计314
5.5.2线控转向系统危害分析与风险评估316
5.5.3线控转向系统功能安全要求制定334
5.5.4面向功能安全的线控转向系统容错控制构架342
5.5.5线控转向系统故障诊断模块343
5.5.6面向功能安全的线控转向系统容错控制决策349
5.5.7线控转向系统安全控制措施356
5.5.8试验验证及结果分析369
5.6小结385
本章参考文献385
附录参数说明387
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