汽车总体设计

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出版者:
作者:唐新蓬
出品人:
页数:296
译者:
出版时间:2010-4
价格:27.90元
装帧:
isbn号码:9787040290271
丛书系列:
图书标签:
  • 汽车工程
  • 汽车设计
  • 车辆工程
  • 汽车结构
  • 总体设计
  • 机械工程
  • 交通工具
  • 汽车技术
  • 汽车造型
  • 工业设计
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具体描述

《汽车总体设计》是为机械设计制造及其自动化专业车辆工程专业方向的本科生编写的教材。全书共分6章,主要内容包括汽车产品规划与概念设计、汽车形式与主要性能指标的确定、整车的方案设计和布置设计、车身造型与艺术设计等。另外,对近年来逐渐发展起来的新能源汽车的设计方法也作了初步介绍。

相对原有的汽车设计教材,《汽车总体设计》内容经过适当删减,同时也相应地增加了一些近期在汽车总体设计中采用的新方法,适合作为少学时“汽车设计?课程的教材,也可供有关汽车工程技术人员参考。

机械动力学与控制系统原理深度解析 本书聚焦于现代机械系统中的核心动力学行为和先进的控制策略。 区别于侧重于结构强度、材料特性或汽车特定子系统(如传动、底盘)设计的传统教材,《机械动力学与控制系统原理深度解析》旨在为读者提供一个通用的、跨学科的理论框架,用以理解和设计各类复杂机电系统的运动规律、振动特性以及实现精确控制的方法。 本书的结构严谨,从最基础的运动学描述出发,逐步过渡到复杂的动力学建模,最终落脚于现代控制理论的应用。 --- 第一部分:基础动力学与系统建模 本部分奠定了分析复杂机械系统的数学基础,重点在于如何将物理实体转化为可供分析的数学模型。 第一章:刚体动力学的经典基础 本章回顾并深化了牛顿-欧拉方程在多自由度系统中的应用。我们着重探讨了坐标系的选取、虚功原理的引入,以及拉格朗日方程在处理约束运动系统时的强大优势。重点内容包括: 约束分析与广义坐标选择: 如何识别并有效消除冗余自由度,建立最小集广义坐标。 欧拉角与四元数在空间运动中的应用及陷阱: 详细分析万向锁问题,并介绍四元数在三维旋转动力学分析中的精确性。 动量守恒与角动量守恒定律在复杂机械系统中的精确表达。 第二章:连续体动力学与模态分析 机械系统往往由柔性部件组成,本章将动力学分析从理想刚体扩展到具有弹性形变的连续体。 欧拉-伯努利梁和欧拉-泰森梁理论的深入探讨: 详细推导柔性部件的振动方程。 有限元方法(FEM)在动力学建模中的初步应用: 介绍如何将连续系统离散化,构建质量矩阵和刚度矩阵。 特征值问题与系统模态分析: 详尽阐述如何求解系统的固有频率和振型。特别强调模态叠加法在求解瞬态响应中的应用,以及如何识别和抑制共振现象。 阻尼理论的扩展: 除了经典黏性阻尼外,本章还引入了结构阻尼(如赫兹接触阻尼)和比例阻尼、非比例阻尼对系统响应的差异化影响。 第三章:机电耦合系统的广义建模 现代工程系统普遍涉及机械、电气和流体元件的相互作用。本章的核心是发展统一的建模语言。 哈密顿系统与哈密顿-雅可比方程: 引入能量视角,构建更具物理洞察力的系统描述。 多物理场耦合的界面方程: 重点关注电磁力(如电机驱动力)、流体动力对机械系统的作用,以及如何使用统一的端口哈密顿模型来描述这些耦合。 非完整约束系统的动力学处理: 针对涉及滑动或滚动,但速度与坐标之间存在线性关系(非完整约束)的系统,介绍微分代数方程组(DAE)的建立与求解。 --- 第二部分:先进控制理论与系统设计 在精确的动力学模型基础上,本部分专注于如何设计有效的反馈控制器,以满足系统性能(如精度、鲁棒性、稳定性)的要求。 第四章:线性系统控制设计基础回顾与提升 本章巩固了经典控制理论,并将其提升到更严格的现代控制视角。 状态空间表示法: 从传递函数到状态空间模型的转换,以及状态重构(观测器设计)的重要性。 可控性与可观测性分析: 深入理解系统的内在特性,判断哪些状态可以通过输入操纵,哪些状态可以通过输出测量。 极点配置与线性二次型调节器(LQR): 详细推导LQR的优化准则,探讨权重矩阵 $Q$ 和 $R$ 对控制性能和执行器努力程度的权衡。 补偿器设计: 状态反馈结合积分项实现消除稳态误差(例如,通过速度反馈与位置积分相结合)。 第五章:鲁棒控制与不确定性处理 现实世界的模型总是不完美的,本章关注系统在模型误差、外部扰动和参数变化下的稳定性与性能保证。 $H_{infty}$ 控制理论: 介绍频率域设计方法,目标是最小化系统输入到关键输出之间的加权范数,从而保证对特定频率扰动的抑制。 $mu$ 综合分析与设计: 针对结构化不确定性(如参数的变化范围已知),提供比 $H_{infty}$ 更精确的鲁棒性分析工具。 滑模变结构控制(SMC): 针对高动态系统和强扰动环境,介绍基于不连续切换面的控制策略,强调其对外部扰动和模型参数不确定性的内在鲁棒性。详细分析抖振现象及其消除技术。 第六章:非线性系统控制策略 许多机械系统的核心动态是高度非线性的,本章聚焦于专门针对非线性系统的先进控制技术。 反馈线性化: 探讨如何通过坐标变换和状态反馈,将一个非线性系统转化为等效的线性系统,从而应用成熟的线性控制技术。详细讨论微分相对阶(Zero Dynamics)的稳定性分析。 输入-输出线性化与状态反馈线性化对比。 背压法(Backstepping)设计: 一种系统性的、逐层递进的非线性控制设计方法,尤其适用于具有纯反馈结构(Pure Feedback Structure)的系统。本章将详细演示其递归构建过程。 自适应控制基础: 当系统参数未知或时变时,介绍如何利用在线估计器实时调整控制器参数,以维持系统性能。 --- 第三部分:复杂系统的集成与验证 本部分将理论与实践相结合,讨论如何将建模和控制设计应用于实际工程问题,并强调仿真验证的重要性。 第七章:系统辨识与模型修正 在缺乏精确理论模型时,如何利用实验数据建立有效模型。 时域辨识方法: 介绍子空间辨识(Subspace Identification)等先进方法,用于从输入输出数据中直接提取状态空间模型。 频域辨识: 利用频率响应函数(FRF)数据进行系统参数估计。 模型验证与简化: 如何评估辨识模型的精度,以及在控制设计中如何进行必要的模型降阶处理,以平衡精确性和计算效率。 第八章:多速率与分布式控制架构 对于大规模或空间分散的机械系统(如大型结构、机器人集群),本章探讨分散式控制架构的有效实现。 事件驱动与数据驱动控制: 讨论控制器的触发机制,减少不必要的计算和通信负担。 分布式一致性算法: 介绍如何利用局部信息,通过通信网络实现多体系统(如编队控制)的全局目标。 实时性约束下的控制实现: 讨论采样时间、计算延迟对闭环系统稳定性和性能的影响,以及如何设计具有明确时延补偿的控制器。 本书的读者对象是机械工程、控制科学、航空航天工程以及机电一体化专业的高年级本科生、研究生,以及致力于复杂机电系统设计、分析和控制的工程师和研究人员。它提供了一个深入、全面且聚焦于原理和方法论的知识体系,为解决高度耦合、非线性、强扰动环境下的工程挑战奠定坚实的理论基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一个非常注重书籍内容条理性和逻辑性的读者。一本好的技术书籍,不应该只是堆砌枯燥的公式和数据,更应该有一个清晰的脉络,引导读者循序渐进地理解复杂的概念。我非常希望《汽车总体设计》能够在这方面做得出色。我希望它能从汽车最基础的组成部分开始讲解,逐步深入到各个子系统的设计,最终再上升到整车的集成和优化。我期待书中能够提供清晰的图示和流程图,帮助我理解各个环节之间的关联。例如,在讲解车身结构设计时,我希望能看到关于材料选择、强度计算、碰撞安全性的相关内容,并且这些内容之间能够有机地连接起来,而不是孤立的知识点。我也希望书中不会回避一些工程上的挑战和权衡,比如在成本、性能、可靠性、环保性这些看似相互矛盾的目标之间,设计师是如何找到平衡的。这本书如果能让我感受到一种“全局观”,能够让我理解到汽车设计是一个系统工程,每一个决策都会对其他方面产生影响,那我将会觉得这本书的价值非常高。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得,汽车的外形设计是一门艺术,也是一种工程的体现。《汽车总体设计》这本书,我非常期待它能在“造型设计”这个层面有所着墨。我希望它能讲述的不仅仅是“好看”的汽车是如何诞生的,而是能够揭示造型设计背后的科学和逻辑。例如,设计师是如何通过线条和曲面来营造空气动力学效果的?色彩和材质的选择又会对整体风格产生怎样的影响?我希望书中能有对经典汽车造型演变的一些分析,以及不同时代、不同品牌在造型设计上的独特理念。我更希望这本书能让我明白,汽车的外形设计是如何与车辆的整体功能、空气动力学、甚至品牌文化紧密相连的。我希望它能给我展示,一个优秀的外形设计,是如何在满足工程需求的同时,又能引发人们的情感共鸣,成为一种工业美学的代表。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为,一辆汽车的“智慧”程度,越来越体现在其电子电气系统的集成度上。《汽车总体设计》这本书,我非常期待它能在这一块的内容上有所贡献。我希望它能让我理解,现代汽车的电子电气架构是如何设计的?它包含了哪些主要的电子控制单元(ECU)?它们之间是如何进行通信和协同工作的?我特别希望能看到关于传感器技术、控制算法以及通信协议在汽车设计中的应用。例如,自动驾驶技术是如何通过传感器感知环境,通过复杂的算法进行决策,最终控制车辆的行驶?车联网技术又是如何将汽车连接到外部世界,提供更丰富的功能和服务?我希望这本书能让我对汽车的“大脑”和“神经系统”有一个更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

在我看来,一辆成功的汽车,不仅仅是技术和性能的堆砌,更需要一种独特的“灵魂”和“个性”,能够打动消费者。我希望《汽车总体设计》这本书,能够展现出汽车设计背后的人文关怀和市场洞察。《汽车总体设计》我期待它能阐述,设计师是如何理解和把握不同消费者的需求和偏好的?不同细分市场的汽车,在设计理念上又有哪些差异?这本书是否会探讨,如何通过设计来塑造品牌形象,形成独特的品牌语言?我更希望它能让我明白,优秀的汽车设计,是如何将冰冷的机械与温暖的情感连接起来,让汽车不再仅仅是交通工具,而成为一种生活方式的体现,甚至是一种情感的寄托。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对汽车安全领域充满好奇的爱好者,我非常关注汽车在发生碰撞时如何保护乘员。我希望《汽车总体设计》能够在这方面提供详实而深入的讲解。我期待书中能够阐述汽车被动安全设计的基本原理,比如车身吸能结构的设计、高强度材料的应用、安全带和气囊等约束系统的协同工作。同时,我也希望能看到一些关于主动安全技术的设计思路,比如ABS、ESP等电子稳定系统的基本工作原理以及它们是如何集成到车辆设计中的。此外,我非常想了解,在汽车设计过程中,是如何进行碰撞测试的?这些测试的标准是什么?以及如何通过设计来满足甚至超越这些安全法规的要求。我希望这本书能够让我明白,汽车的安全性并非仅仅是堆砌一些安全装置,而是一个从车身结构到电子控制系统,再到材料选择,都经过精心设计的综合体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实,没有那种花里胡哨的炫技,反而透着一股沉稳和专业的气息。我拿到手里的时候,首先注意到的是纸张的质感,比我平时看的许多技术书籍都要好,摸上去有一种扎实的触感,翻页的声音也恰到好处,不会太轻飘飘。书的装帧也很牢固,我特意用力翻了几页,感觉非常结实,这对于一本可能会经常翻阅的技术参考书来说,是至关重要的。我一直认为,一本好书,从触觉和视觉上就应该给人一种可靠的感觉,而《汽车总体设计》在这方面做得非常出色。它没有用那种廉价的光面纸,而是用了略带磨砂质感的纸张,阅读时不会反光,对眼睛很友好,这一点细节我非常欣赏。封面上的书名字体选择也颇为用心,既有力量感又不失艺术感,整个排版看起来非常协调。我个人对书籍的外在呈现有着比较高的要求,因为我觉得一本用心制作的书,往往在内容上也会投入更多的心思。它不光是一个知识的载体,也是一种能够带来愉悦阅读体验的物品。拿到这本书,我首先感觉到的是一种被尊重的态度,无论是作者还是出版社,都为读者提供了一个高质量的阅读对象。

评分☆☆☆☆☆

对于汽车的内部空间和用户体验,我一直认为这是衡量一辆车是否“懂”人的重要标准。我希望《汽车总体设计》能够在这个方向上给予我一些启发。《汽车总体设计》我特别想了解的是,设计师是如何在有限的车身尺寸内,最大化车内空间的利用率的?座椅的布局、仪表台的设计、储物空间的规划,这些看似微小的细节,又是如何影响到乘坐舒适度和实用性的?我更关心的是,书本是否会涉及到人机工程学在汽车内部设计中的应用?比如,驾驶员的视野、按键的布局、空调系统的控制逻辑,这些是否都经过了精心的考量,以提供最便捷、最舒适的操作体验?另外,在科技日新月异的今天,如何将车载娱乐系统、互联功能等集成到汽车设计中,并且做到既实用又不显得突兀,这也是我非常感兴趣的部分。

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我之所以会对《汽车总体设计》产生浓厚的兴趣,很大程度上是因为我对汽车这个机械造物本身怀有一种近乎痴迷的热爱。从小时候在街边看到那些造型独特的汽车,到后来阅读各种汽车杂志,我总是在思考,这些庞然大物是如何被设计出来的?它们内部的每一个零件,每一个系统,又是如何协同工作的?这本书的书名直接点出了“总体设计”这几个字,这正是我一直在寻找的答案。我希望它能揭示的是一个宏观的视角,让我能够理解从概念到最终成品,整个汽车是如何被“构思”出来的。我曾经尝试阅读过一些关于汽车某个特定部件的书籍,比如悬挂系统或者发动机,但总感觉隔靴搔痒,无法窥见全貌。《汽车总体设计》这本书,我期待它能填补我在这方面的知识空白,让我能够站在更高的维度去审视汽车工程。我非常希望能在这本书中找到关于汽车设计理念、设计流程、以及不同设计要素之间相互制约和协调的解答。比如,一个设计师在考虑空气动力学的时候,是如何权衡美学和功能性的?在满足安全法规的前提下,如何最大化车内空间?这些问题,都是我一直以来非常好奇的。

评分☆☆☆☆☆

我一直对汽车的“灵魂”——也就是其性能表现,抱有浓厚的兴趣。而我知道,汽车的性能,绝不仅仅是发动机的功率大小,它涉及到动力总成、底盘、悬挂、制动、甚至车身空气动力学等等诸多环节的综合体现。我非常好奇《汽车总体设计》这本书,是否会深入探讨这些影响汽车性能的关键因素。我希望能在这本书中找到关于不同动力系统(如燃油、混合动力、纯电动)的设计考量;关于底盘布局和结构对操控稳定性的影响;关于悬挂系统如何平衡舒适性和运动性;关于制动系统如何满足不同工况下的安全需求。我希望书中能有对这些方面进行系统性的讲解,并且能通过一些实际案例或者理论分析,让我明白这些设计决策背后的逻辑和取舍。尤其是在新能源汽车日益普及的今天,我更希望这本书能涵盖一些关于电驱动系统、电池包设计、能量回收等与新能源汽车性能相关的内容,让我能够更全面地理解现代汽车的性能设计。

评分☆☆☆☆☆

我对于汽车的“绿色”和“可持续发展”这个主题,一直抱有极大的关注。随着全球对环保要求的日益提高,汽车行业的转型也在加速。《汽车总体设计》这本书,我希望能在这方面看到一些前沿的探讨。我期待它能讲述关于轻量化设计对于降低油耗和排放的重要性,以及如何通过新型材料的应用来实现这一目标。同时,我也希望书中能对新能源汽车的设计理念进行深入的剖析,比如电动汽车的电池管理系统、电动机的集成设计、以及充电基础设施的考量。更重要的是,我希望这本书能让我明白,在汽车设计领域,如何将环保理念贯穿于整个生命周期,从材料的采购、生产制造,到车辆的使用和报废,都能够最大限度地减少对环境的影响。

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1st刷:2010年首版,10年前的技术对当下也有很大的指引

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