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第1章 系统定义和建模1

第2章 车辆模型9

2.1 多体系统元件9

2.2 运动学10

2.2.1 车辆运动学参考坐标系10

2.2.2 惯性坐标系中的刚体运动学11

2.2.3 移动参考坐标系中的刚体运动学22

2.2.4 多体系统运动学26

2.3 动力学36

2.3.1 惯性特性36

2.3.2 Newton-Euler方程39

2.3.3 d'Alembert和Jourdain原理47

2.3.4 能量考虑及Lagrange方程49

2.4 多体系统的运动方程53

2.5 多体系统程式58

2.5.1 非递归法59

2.5.2 递归程式62

第3章 支撑与导向系统模型79

3.1 被动弹簧与阻尼系统模型79

3.2 力作动器模型89

3.2.1 磁作动器模型89

3.2.2 力作动器的通用线性模型94

3.3 被动元件与主动元件的比较95

3.4 车轮和导轨之间的接触力95

3.4.1 刚性和可变形车轮的滚动96

3.4.2 刚体滑移的定义101

3.4.3 弹性车轮在弹性轨道上的接触力103

3.4.4 刚性路面上弹性轮胎的接触力123

第4章 导轨模型143

4.1 弹性轨道模型143

4.1.1 周期性柱支梁模型144

4.1.2 弯曲振动时梁结构的模态分析147

4.1.3 连续支撑梁模型158

4.2 刚性导轨的扰动模型161

4.2.1 随机过程的数学描述163

4.2.2 不平度轮廓模型172

4.2.3 车辆激励过程模型173

第5章 车辆-导轨系统模型177

5.1 子系统的状态方程177

5.2 整车系统的状态方程179

第6章 评价指标185

6.1 行驶稳定性185

6.2 乘坐舒适性187

6.2.1 确定性激励187

6.2.2 随机激励189

6.2.3 人体感知的整形滤波器190

6.2.4 人体承受全身振动的修订标准191

6.3 行驶安全性192

6.4 零部件耐久性194

第7章 计算方法197

7.1 数值仿真197

7.1.1 车辆垂向运动仿真198

7.2 线性系统202

7.2.1 稳定性202

7.2.2 频率响应分析203

7.2.3 随机振动205

7.3 非线性系统208

7.3.1 谐波线性化208

7.3.2 统计线性化211

7.3.3 线性化系统研究212

7.4 最优化问题213

第8章 纵向运动215

8.1 弹性车轮215

8.2 整车218

8.3 空气阻力和力矩220

8.4 驱动和制动力矩221

8.5 动力性224

第9章 侧向运动227

9.1 路面车辆的操纵性227

9.1.1 弹性车轮228

9.1.2 车辆模型228

9.1.3 稳态回转231

9.1.4 行驶稳定性232

9.1.5 实验研究233

9.2 轨道车辆的行驶稳定性234

9.2.1 轨道车辆轮对的运动方程234

9.2.2 自由轮对的稳定性235

第10章 垂向运动239

10.1 车辆悬架的基本原理239

10.2 双轴车辆的随机振动246

10.3 复杂车辆模型249

10.4 磁悬浮列车253

附录 多变量系统的最优控制255

A.1 数学模型255

A.2 控制任务的制定和结构问题255

A.3 控制器的结构和特性256

A.4 控制器设计257

A.4.1 通过极点配置法设计控制器258

A.4.2 基于二次型积分准则的最优控制器258

A.4.3 极点和加权矩阵的选择259

A.5 观测器的结构和特性260

A.6 观测器设计261

A.6.1 极点配置观测器设计262

A.6.2 基于二次型积分准则的最优观测器262

A.7 （最优）受控多变量系统的结构263

关键字265

中文—英文265

英文—中文268

参考文献271