本书详细介绍了以矩阵为基础的汽车建模全过程，是一本研究汽车控制基本算法的书，主要包含基础理论、运动方程推导、运动方程求解、计算机仿真、系统优化5个过程。书中大部分对比图都用MATLAB脚本绘制，相关脚本请见本书配套电子资源，供读者借鉴参考。
本书可作为汽车、机械类相关专业师生的教学参考用书，可用于课程设计和毕业设计。对于汽车专业人士而言，本书也可作为一本基础性工具书使用。
序章 001
第一部分 基础篇
第1章 两个坐标系 014
1.1 绕主坐标系旋转 014
1.2 绕次坐标系旋转 021
1.3 欧拉角和欧拉频率 024
1.4 单位矢量变换 031
1.5 对旋转矩阵求导 037
1.6 时间导数和坐标系 046
1.7 点的速度、角加速度和加速度 054
1.8 原点处的任意旋转 065
1.9 螺旋运动 069
1.10 小结 080
第2章 平动与转动运动方程 083
2.1 力和力矩 083
2.2 质心位置 085
2.3 转动惯量 086
2.4 潘索定理 094
2.5 科里奥利力（以下简称科氏力） 095
2.6 刚体平移运动 097
2.7 刚体旋转运动 099
2.8 牛顿运动方程的拉格朗日形式 107
2.9 拉格朗日力学 113
2.10 机械能 118
2.11 小结 122
第3章 运动机构 124
3.1 四连杆机构 124
3.2 四连杆机构设计 133
3.3 曲柄-滑块机构 141
3.4 曲柄-滑杆机构 146
3.5 旋转的瞬态中心 151
3.6 耦合连杆上关联点的曲线 156
3.7 曲柄-滑杆机构的耦合点曲线 160
3.8 万向节传动 161
3.9 小结 168
第4章 振动学 169
4.1 机械振动原理 169
4.2 牛顿方法和振动 175
4.3 振动系统的频率响应 179
4.4 运动底座激励系统 187
4.5 旋摆激励振动系统 197
4.6 旋摆-底座激励振动系统 201
4.7 单自由度受迫振动系统的频率响应分类 206
4.8 振动系统的时间响应 210
4.9 振动的应用和测量 219
4.10 振动优化理论 223
4.11 小结 233
第二部分 入门篇
第5章 轮胎 236
5.1 轮胎和轮胎侧墙信息 236
5.2 轮胎的结构组成 242
5.3 子午线轮胎和斜交轮胎 244
5.4 胎面花纹 245
5.5 滑水 245
5.6 轮胎印记 246
5.7 车轮与轮辋 247
5.8 轮胎的力系 248
5.9 轮胎印记处受力 254
5.10 有效半径 258
5.11 滚动阻力 262
5.12 充气压力和负载对滚动摩擦系数的影响 267
5.13 纵向力 270
5.14 侧向力 276
5.15 侧向力模型 281
5.16 轮胎的外倾力 283
5.17 轮胎力 287
5.18 小结 291
第6章 传动系统 293
6.1 发动机动力学 293
6.2 动力传动系统性能 299
6.3 变速器和离合器动力学 302
6.4 变速器设计 310
6.5 小结 323
第7章 转向系统 325
7.1 转向运动学 325
7.2 多轴汽车 335
7.3 带有拖车的汽车 338
7.4 转向机构 341
7.5 四轮转向 345
7.6 转向机构优化 355
7.7 挂车 363
7.8 小结 374
第8章 悬架 375
8.1 非独立悬架 375
8.2 独立悬架 381
8.3 侧倾中心和侧倾轴 384
8.4 前轮定位 390
8.4.1 前轮前束与前放 391
8.4.2 主销前后倾角 392
8.4.3 轮胎内外倾角 392
8.4.4 推力角 393
8.5 悬架要求和坐标系 393
8.5.1 运动学要求 394
8.5.2 动力学要求 395
8.5.3 车轮、理想车轮和轮胎坐标系 395
8.6 主销后倾角理论 403
8.7 小结 411
第9章 车辆振动 413
9.1 拉格朗日方法和消散函数 413
9.2 正交矩阵 421
9.3 固有频率和主振型 426
9.4 自行车和车体前倾模型 432
9.5 半车模型和车身侧倾模型 437
9.6 全车振动模型 442
9.7 小结 450
第三部分 提高篇
第10章 初级车辆模型 452
10.1 停在水平路面的车辆 452
10.2 停在倾斜路面上的车辆 457
10.3 在水平路面上加速行驶的车辆 461
10.4 倾斜路面上加速行驶的车辆 465
10.5 倾斜路面上的横向停车 473
10.6 前后轮驱动和制动力优化分配 476
10.7 多轴汽车 480
10.8 位于波峰或波谷的车辆 483
10.8.1 位于波峰的车辆 483
10.8.2 位于波谷的车辆 488
10.9 小结 490
第11章 中级车辆模型 492
11.1 车辆坐标系 492
11.2 刚体车辆的数学模型 496
11.3 作用在刚体车辆上的力系 502
11.3.1 轮胎力系和车身力系 502
11.3.2 轮胎的侧向力 504
11.3.3 两轮模型以及刚体力分解 504
11.4 刚体车辆两轮模型动力学 510
11.5 转弯时的稳态 518
11.6 两轮车辆的线性模型 529
11.7 时间响应 532
11.8 车辆坐标系和自由度 550
11.9 运动方程 551
11.10 轮胎受力模型 554
11.10.1 轮胎和车辆力系 554
11.10.2 轮胎侧向力 556
11.10.3 两轮模型分力之和 558
11.11 两轮刚体车辆动力学 563
11.12 运动中的稳态 566
11.13 时间响应 570
11.14 小结 586
第12章 高级车辆模型 588
12.1 数学模型 588
12.2 频率响应 589
12.3 固有频率与恒定频率 596
12.4 均方根优化法 607
12.5 一定条件下阻尼比优化 617
12.6 小结 621
第13章 悬架优化 622
13.1 数学模型 622
13.2 频率响应 627
13.3 均方根优化 631
13.4 时间响应最优化问题 643
13.5 小结 646
参考文献 648
后记 649
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