智能底盘作为自动驾驶的基石，为中国汽车产业突破国外传统底盘技术壁垒提供了全新的发展路径和机遇，正在成为我国政产学研关注的焦点和热点。本书以智能底盘为研究对象，详细介绍了智能底盘的技术内涵及其发展，深入探讨了智能底盘核心线控执行系统（线控液压制动系统、线控转向系统）的关键技术、智能底盘多系统协调控制技术及智能底盘失效运行控制技术，系统地展示了智能底盘线控执行系统精准控制、智能底盘一体化协调控制、极限工况下智能底盘安全控制、智能底盘系统失效运行及容错控制技术的解决方案。
本书内容充分、翔实，借以仿真和试验结果，令读者能够快速掌握相关控制方法的适用范围及优势，可以作为高等学校车辆专业本科生和研究生的教材或教学参考书，还可以作为从事电动汽车相关领域工程技术人员、管理人员和科研人员的参考书或工具书。

序
前言
第1章　绪论 01
1.1　智能底盘概述 01
1.1.1　智能底盘技术的发展现状 01
1.1.2　智能底盘的定义及组成 04
1.1.3　智能底盘的属性 05
1.2　智能底盘关键线控执行系统 05
1.2.1　线控制动系统 05
1.2.2　线控转向系统 08
1.3　智能底盘控制技术 10
1.3.1　智能底盘多系统协同控制技术 10
1.3.2　智能底盘失效运行及容错控制技术 12
第2章　线控制动系统关键技术 15
2.1　线控制动系统需求分析 15
2.2　冗余型线控液压制动系统构型设计 15
2.3　冗余型线控液压制动系统的工作模式 17
2.3.1　正常工作模式 17
2.3.2　失效工作模式 19
2.4　冗余型线控液压制动系统的核心部件参数设计 21
2.4.1　电助力主缸设计 22
2.4.2　线性电磁阀设计 26
2.5　冗余型线控制动执行器液压强精密控制方法 33
2.5.1　电助力主缸“机-电-液”耦合动力学建模 33
2.5.2　基于摩擦补偿和液压特性估计的压强闭环控制方法 39
2.5.3　电助力主缸制动系统压强精密控制方法试验验证 43
2.5.4　线性电磁阀机理分析与控制特性 50
2.5.5　基于增益调度的主动溢流压强闭环控制方法 55
2.5.6　线性电磁阀制动系统压强精密控制方法试验验证 57
第3章　线控转向系统关键技术61
3.1　线控转向系统方案61
3.1.1　线性转向系统结构 61
3.1.2　线性转向系统建模 62
3.1.3　线性转向系统模型的验证 64
3.2　主动转向控制66
3.2.1　转向传动比对操作稳定性的影响 66
3.2.2　基于变转向增益的传动比控制策略 67
3.2.3　基于遗传算法确定可变的理想传动比 78
3.2.4　基于车辆状态反馈的主动转向控制 89
3.3　线控转向系统路感模拟及回正控制100
3.3.1　路感的产生机理及评价100
3.3.2　模拟助力转向系统转向盘转矩控制策略102
3.3.3　基于模糊控制的路感模拟控制策略105
3.3.4　基于驾驶员偏好的路感模拟控制策略108
3.3.5　路感控制策略仿真试验验证108
3.3.6　线控转向系统回正控制策略 112
第4章　智能底盘多系统协同控制技术 117
4.1　转向与电驱/制动系统协调控制方法117
4.1.1　基于滚动时域滑模控制的机电驱/制动系统
协调控制算法 117
4.1.2　仿真试验验证127
4.1.3　台架试验验证134
4.2　输入迟滞下路径跟踪过程转向和电驱/制动系统协调控制140
4.2.1　包含输入迟滞非线性的车辆路径跟踪模型140
4.2.2　基于迟滞逆补偿Funnel滑模的转向和电驱/
制动系统协调控制方法143
4.2.3　仿真试验验证150
4.2.4　台架试验验证154
4.3　路径跟踪工况线控转向/制动系统协调控制方法158
4.3.1　具备制动/转向冗余系统的智能电动汽车
路径跟踪建模159
4.3.2　基于输入饱和预设性能滑模控制的转向制动
协调控制方法162
4.3.3　仿真试验验证171
4.3.4　台架试验验证174
第5章　智能底盘极限控制技术180
5.1　分布式四驱电动车辆的自主稳态漂移控制180
5.1.1　分布式四驱电动车辆非线性系统建模180
5.1.2　自主稳态漂移的决策控制算法184
5.1.3　实车试验验证200
5.2　车辆瞬态漂移过弯的自主决策控制205
5.2.1　等效运行环境建模205
5.2.2　瞬态漂移过弯的自主决策控制 211
5.2.3　仿真试验验证223
5.3　减缓车辆T型碰撞程度的自主决策控制229
5.3.1　系统建模229
5.3.2　控制架构233
5.3.3　算法设计239
5.3.4　实车试验验证246
第6章　智能底盘失效运行及容错控制255
6.1　车辆系统动力学建模255
6.1.1　七自由度车辆动力学模型255
6.1.2　轮胎-分布式电驱动系统模型256
6.2　常规制动工况失效运行协调控制策略258
6.2.1　液压耦合轮缸压力响应特性259
6.2.2　液压耦合闭环压力控制方法261
6.2.3　基于液压耦合闭环控制的回馈制动控制策略263
6.2.4　常规制动工况电液协调制动失效运行控制策略
台架试验验证265
6.3　紧急制动工况失效运行协调控制策略270
6.3.1　基于滑模控制的车轮滑移率控制算法271
6.3.2　基于频域特性的电液冗余制动协调控制策略273
6.3.3　紧急制动工况电液协调制动失效运行控制策略
台架试验验证275
参考文献 279

底盘是决定汽车行驶安全、能效和驾驶平顺等核心性能的基石。自动驾驶技术的深入发展，要求底盘具备智能感知和智能控制能力，特别是与自动驾驶的协同，这一需求超出了传统底盘的技术范畴，极大促进了底盘技术的变革，智能底盘应运而生。智能底盘需要在原有承载和行驶功能的基础上，替代驾驶员实现对车辆与地面间相互作用的认知、预判和控制的能力。为了实现上述能力，现阶段亟需解决底盘的线控执行、底盘融合控制及失效运行控制等关键技术。
在上述背景下，本书基于清华大学智能底盘研究团队、中国科学院电工研究所车用能源系统及控制技术研究团队，以及自主零部件龙头企业和整车企业十余年密切合作的自主研究成果，系统性地介绍了智能底盘的核心线控执行系统及控制技术。全书内容分为6章，包含线控制动系统设计与控制技术、线控转向系统主动转向与路感模拟控制技术、底盘纵横向协同控制技术、底盘极限驾驶控制技术、智能底盘失效运行控制技术。
本书由清华大学教授张俊智博士，中国科学院电工研究所副研究员吴艳博士，中国科学院电工研究所研究员、中国科学院大学教授王丽芳博士，清华大学助理研究员何承坤博士著写，由张俊智确定总体思路、框架和各章节内容，负责统稿和定稿。本书第1章由张俊智撰写，第2章由王丽芳和何承坤撰写，第3章由吴艳和王丽芳撰写，第4章和第5章由张俊智和吴艳撰写，第6章由张俊智、何承坤撰写。在本书撰写过程中，智能底盘研究团队的苟晋芳、马瑞海、孙东升、张仲石、季园、张俊峰、韩金恒、赵世越、李月、陈启蒙等多位博士后、研究生及工作人员参与了各章节的资料整理，耿姝芳、李禹橦、袁野、李超、侯晓慧、马成军等多位研究生为相应章节写作提供了有价值的资料和帮助，在此一并对他们的辛勤付出表示感谢。
目前，智能底盘技术体系尚未成熟，未来仍将持续发展。限于作者水平，本书疏漏和不当之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

著　者