汽車系統(tǒng)優(yōu)化與最優(yōu)控制
定 價：179 元
叢書名：汽車先進技術譯叢 汽車創(chuàng)新與開發(fā)系列
- 作者：[奧]哈拉爾·瓦希爾（Harald Waschl ） [美]伊利亞·科爾馬諾夫斯基（Ilya Kolmanovsky） [荷]馬丁·斯坦布赫（Maarten Steinbuch） [奧]路易吉·德爾·雷（Luigi del Re）
- 出版時間：2022/10/1
- ISBN：9787111712411
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：U461.1
- 頁碼：260
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16(B5)
本書介紹了優(yōu)化技術的使用，這些技術對于滿足汽車系統(tǒng)日益嚴格和多樣化的要求變得至關重要。它向讀者展示了如何從基于某種程度的啟發(fā)式的早期方法轉向使用越來越普遍的系統(tǒng)方法，并收集了來自優(yōu)化的理論、方法和實際汽車工程應用的成果。
更高的燃油經濟性、允許排放量的顯著減少、新的駕駛性能要求以及汽車系統(tǒng)普遍增加的復雜性都是工程技術人員的目標。在許多情況下，多個且經常相互沖突的需求會導致多目標約束優(yōu)化問題，這些問題也被考慮在內。其中一些問題屬于將傳統(tǒng)的多學科優(yōu)化方法應用于基于系統(tǒng)模型的系統(tǒng)、子系統(tǒng)或組件參數設計的領域；另一些問題則需要將優(yōu)化直接應用于實驗系統(tǒng)，以確定*佳校準或*佳控制軌跡并得出控制規(guī)律。
本書討論了汽車系統(tǒng)優(yōu)化的基本方法并展示在汽車系統(tǒng)設計和控制問題中的實際優(yōu)化方法和具體應用，反映并促進汽車系統(tǒng)優(yōu)化的綜合方法。本書適用于優(yōu)化研究及汽車行業(yè)學術研究人員，也可供汽車工程師和汽車設計師閱讀使用。
前言
緒論1
第一部分優(yōu)化方法
第1章軌跡優(yōu)化綜述5
1.1引言5
1.2軌跡優(yōu)化問題6
1.3軌跡優(yōu)化數值方法6
1.4微分方程數值解7
1.4.1配置方法8
1.4.2函數積分8
1.5非線性優(yōu)化9
1.6軌跡優(yōu)化問題的求解方法10
1.6.1間接方法10
1.6.2直接方法12
1.7軌跡優(yōu)化問題求解軟件13
1.8方法選擇14
1.9汽車系統(tǒng)應用15
1.10結論15
參考文獻16
第2章汽車標定在線極值搜索方法20
2.1引言20
2.2極值搜索綜述22
2.2.1黑箱極值搜索23
2.2.2灰箱極值搜索25
2.2.3抽樣數據方法26
2.3汽車發(fā)動機標定應用26
2.4約束合并30
2.5結論31
參考文獻31
第3章自動駕駛車輛的模型預測控制34
3.1引言34
3.2控制和估計問題34
3.2.1非線性模型預測控制35
3.2.2滾動時域估計35
3.3快速NMPC和MHE的有效算法36
3.3.1動態(tài)優(yōu)化問題在線求解36
3.3.2基于自動代碼生成的快速求解器37
3.4車輛模型37
3.4.1底盤動力學38
3.4.2輪胎接觸力：Pacejka魔術公式38
3.4.3車輪動力學39
3.4.4垂向力和懸架模型39
3.4.5動力學的空間重構40
3.5自動駕駛車輛的控制40
3.5.1MHE描述41
3.5.2NMPC描述41
3.5.3仿真結果42
3.5.4換檔策略43
3.6結論44
參考文獻44
第4章HJBE的近似解和內燃機優(yōu)控制47
4.1引言47
4.2HJB方程和優(yōu)控制48
4.3動態(tài)值函數與代數P解49
4.3.1動態(tài)值函數定義49
4.3.2一類正則動態(tài)值函數51
4.3.3擴展成本小化53
4.4內燃機試驗臺的優(yōu)控制54
4.5結論58
參考文獻58
第二部分車輛內部和內部系統(tǒng)優(yōu)化
第5章基于協同交通場景確定的智能速度推薦61
5.1引言61
5.2智能速度適應系統(tǒng)62
5.3設計過程62
5.4方法：第一階段63
5.4.1下一個目標點和近車輛選擇63
5.4.2車輛密度估計63
5.4.3交通場景確定64
5.5方法：第二階段67
5.5.1虛擬近車輛更新速度67
5.5.2推薦速度方案68
5.5.3推薦距離方案68
5.6驗證69
5.6.1交通場景確定70
5.6.2推薦速度71
5.6.3推薦距離72
5.7結論73
參考文獻73
第6章應用于車道變換的駕駛員控制和軌跡優(yōu)化75
6.1引言75
6.1.1經驗工程75
6.1.2車道變換問題76
6.2基于模型的工程環(huán)境客觀評價76
6.2.1駕駛員控制的確定76
6.2.2優(yōu)化問題78
6.2.3離線優(yōu)化結果79
6.3虛擬樣機環(huán)境的主觀評價81
6.4駕駛模擬器結果（在線）84
6.5結論86
參考文獻86
第7章激進車輛機動的實時近似優(yōu)反饋控制87
7.1引言87
7.2超速車輛的激進橫擺機動89
7.2.1問題描述89
7.2.2車輛和輪胎模型90
7.2.3優(yōu)控制描述92
7.3應用高斯過程的統(tǒng)計插值94
7.3.1基礎理論94
7.3.2相關函數的選擇96
7.4車輛激進機動生成的在線應用98
7.4.1反饋控制器的綜合98
7.4.2數值結果99
7.5結論101
參考文獻101
第8章計算優(yōu)控制在車輛動力學中的應用104
8.1引言104
8.2前期優(yōu)化和評估結果綜述105
8.2.1優(yōu)化算法105
8.2.2車輛模型105
8.2.3優(yōu)化問題描述107
8.2.4優(yōu)化和評估結果108
8.3主動轉向構型的詳細優(yōu)化111
8.3.1優(yōu)化算法111
8.3.2主動后輪轉向111
8.3.3主動前輪轉向114
8.3.4四輪轉向114
8.4結論115
參考文獻116
第9章車輛速度的隨機燃油效率優(yōu)控制117
9.1引言117
9.2SDP策略生成的建模118
9.2.1車輛縱向動力學118
9.2.2參考車速和道路坡度的隨機模型119
9.2.3成本函數組成120
9.3隨機動態(tài)規(guī)劃122
9.4仿真案例研究122
9.4.1交通中的駕駛123
9.4.2優(yōu)車輛跟隨125
9.5車輛試驗126
9.6結論128
參考文獻128
第10章預測協同自適應巡航控制：燃油消耗效益和可實施性130
10.1引言130
10.2問題描述131
10.3潛力評估132
10.4非線性滾動優(yōu)化134
10.5線性MPC架構內的近似控制律136
10.6利用辨識的Hammerstein-Wiener模型的近似控制律137
10.7基于數據的交通預測模型139
10.8結論141
參考文獻142
第三部分動力傳動優(yōu)化
第11章混合動力傳動系統(tǒng)的拓撲優(yōu)化145
11.1引言145
11.1.1協同設計方法146
11.1.2問題定義：系統(tǒng)設計優(yōu)化146
11.1.3本章概述147
11.2控制設計優(yōu)化：具有舒適性約束的混合動力車輛換檔策略149
11.2.1雙層優(yōu)化：控制問題150
11.2.2仿真結果：雙層控制設計154
11.3控制和驅動系統(tǒng)設計優(yōu)化：混合動力車輛的拓撲、變速器、規(guī)格和控制優(yōu)化155
11.4結論158
參考文獻158
第12章基于模型的混合動力車輛優(yōu)能量管理策略160
12.1引言160
12.2HEV中的優(yōu)化問題160
12.3案例研究：前置變速器并聯混合動力161
12.4問題描述163
12.5有限時間范圍的能量管理策略164
12.6無限時間范圍優(yōu)化的動機166
12.7從有限時間范圍到無限時間范圍的優(yōu)控制問題167
12.8無限時間非線性優(yōu)控制策略169
12.9策略比較：仿真結果172
12.10結論174
參考文獻174
第13章包含熱動力學和老化的汽車電池系統(tǒng)優(yōu)能量管理176
13.1引言176
13.2案例研究和動機177
13.3優(yōu)控制問題描述178
13.3.1動力傳動建模179
13.3.2電池建模180
13.3.3電池老化建模181
13.4優(yōu)控制問題求解 183
13.4.1動態(tài)規(guī)劃183
13.4.2PMP183
13.5優(yōu)控制問題結果184
13.5.1動態(tài)規(guī)劃結果184
13.5.2PMP結果187
13.6結論188
參考文獻189
第14章具有余熱回收系統(tǒng)的柴油發(fā)動機優(yōu)控制190
14.1引言190
14.2系統(tǒng)描述191
14.2.1仿真模型192
14.2.2控制模型193
14.3控制策略193
14.3.1IPC優(yōu)控制方法194
14.3.2優(yōu)IPC策略195
14.3.3實時IPC策略195
14.3.4基準策略196
14.4控制設計196
14.4.1優(yōu)IPC策略197
14.4.2實時IPC策略198
14.5仿真結果198
14.5.1動力傳動總體結果199
14.5.2冷循環(huán)結果199
14.6結論202
參考文獻203
第四部分發(fā)動機運行優(yōu)化
第15章基于學習的發(fā)動機映射和標定優(yōu)化方法207
15.1引言207
15.2數學問題表示208
15.3基于Jacobi矩陣學習的優(yōu)化算法209
15.4案例研究1：發(fā)動機映射的應用211
15.5案例研究2：串聯HEV的車載燃料消耗優(yōu)化213
15.6預測－校正算法215
15.7案例研究2（續(xù)）：串聯HEV的車載燃料消耗優(yōu)化216
15.8結論218
參考文獻218
第16章相關輸出范圍的在線試驗設計220
16.1引言220
16.2先進的開發(fā)方法221
16.3COR設計的數學背景224
16.3.1局部模型架構224
16.3.2先進設計225
16.3.3在線過程225
16.4設計策略226
16.4.1乘積空間的距離準則226
16.4.2自定義輸出區(qū)域227
16.4.3iDoE策略227
16.5應用COR設計的改進開發(fā)方法228
16.6進一步改進229
16.7結論233
參考文獻233
第17章HCCI的優(yōu)控制234
17.1引言234
17.2HCCI的優(yōu)控制設計235
17.2.1HCCI的多輸出MPC235
17.2.2基于物理的HCCI燃燒定時MPC235
17.2.3排氣再壓縮HCCI的混合MPC237
17.2.4應用極值搜索的HCCI的優(yōu)化增益和燃料消耗238
17.5結論240
參考文獻240
第18章考慮發(fā)動機和渦輪限制的輪式裝載機優(yōu)舉升和路徑241
18.1引言241
18.2系統(tǒng)模型246
18.2.1動力傳動和縱向動力學247
18.2.2轉向和地面位置249
18.2.3舉升系統(tǒng)250
18.3優(yōu)控制問題表示251
18.4結果253
18.4.1從負載點到負載接收點的WL優(yōu)軌跡253
18.4.2Min Mf和Min T的系統(tǒng)瞬態(tài)254
18.4.3延遲舉升255
18.4.4功率中斷257
18.5結論259
參考文獻259
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