系统动力学基础

一、课程介绍

《系统动力学基础》是面向汽车工程学院车辆工程专业本科生开设的专业教育课程选修课。介绍汽车系统动力学的基本内容，即汽车动力学建模的基础理论、轮胎力学、汽车空气动力学、转向动力学、悬架控制动力学、碰撞和侧翻动力学、汽车系统振动基础内容。为学生毕业后更好地从事本专业的设计和研究工作打下基础。

Introduction

“Primary theories of system dynamics” is an optional course for undergraduates majoring in Vehicle Engineering in College of Automobile Engineering. This course introduces the basic principles and concepts of vehicle system dynamics, with an emphasis on: the basic theory of vehicle dynamics modeling, tire dynamics, automobile aerodynamics, steering dynamics, suspension control dynamics, collision and rollover, automobile vibration system. It can be a foundation for students who engage in the design and research work after graduation.

课程基本信息

二、教学大纲

1、教学目标

1.1 教学目标

通过本课程的学习，培养学生学会全面分析汽车系统动力学方面的工程问题和利用现代信息技术手段获取信息资料来解决问题的能力；培养学生在汽车系统动力学方面的创新思维和意识；学会运用汽车系统动力学的基本原理对车辆及其它机械进行分析和评价。学会在生产生活中不断学习、合作交流发现和解决工程问题的能力。

本课程达成如下业务能力培养要求：

培养学生以系统动力学的角度看待车辆工程中的科学问题，能够发现车辆工程问题中的数学原理，并能够建立基本的数学模型来解决系统动力学问题。遇到车辆工程问题时能够运用数学-动力学-工程学综合思维进行思考。

1.2 教学目标与毕业要求指标点对应关系

2、教学要求

教师要积极备课，在课堂内进行大纲解读，帮助学生理解课程目标（毕业要求）及其达成途径（课堂授课、课程作业、课程实验），并帮助学生建立课程学习、课程考核与各项能力达成之间的关系；引导学生在课程学习中自查学习行为，调整学习方法并达成学习效果。

通过理论知识教学，结合典型实例分析，充分利用多媒体动画教学使学生掌握理论知识，具备分析问题解决问题的能力。

成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。

3、预备知识或先修课程要求

《汽车构造》、《汽车理论》

4、教学方式

5、课程教学内容及学时分配

5.1课程内容

第1章 绪论（2学时）

Chapter 1 Introduction

1.1 系统与系统动力学的概念

1.2 汽车系统动力学的研究内容和特点

1.3 汽车系统动力学的研究方法

1.4 术语、标准和法规

1.5 发展趋势

第2章 空气动力学（4学时）

Chapter 2 Automobile Aerodynamics

2.1 基本概念

2.2 气动阻力

2.3 气动阻力对汽车性能的影响

2.4 影响汽车操纵稳定性的气动力

2.5 空气动力学在汽车上的应用情况

第3章 轮胎动力学（2学时）

Chapter 3 Tire Dynamics

3.1 基本概念

3.2 轮胎的功能、结构及发展

3.3 轮胎模型及其应用情况

第4章 转向动力学（4学时）

Chapter 4 Automobile Steering Dynamics

4.1 概述

4.2 汽车转向系统数学模型

4.3 稳态响应(稳态转向特性)

4.4 瞬态响应

4.5 侧风作用时的转向特性

4.6 全轮转向特性

第5章 汽车系统的振动（4学时）

Chapter 5 Automobile Vibration System

5.1 汽车振动的分类

5.2 汽车的垂直振动模型

5.3 汽车的整车振动模型

5.4 前轴和转向轮组成的振动系统

5.5 汽车振动控制技术的发展现状

第6章 汽车悬架控制动力学（4学时）

Chapter 6 Automobile Suspension Control Dynamics

6.1 概述

6.2 线性控制概论

6.3 线性最优控制的基本概念

6.4 悬架参数优化概述

6.5 主动和半主动悬架在汽车上的应用情况

第7章 汽车碰撞动力学（4学时）

Chapter 7 Automobile Collision Dynamics

7.1 概述

7.2 汽车碰撞的种类

7.3 汽车碰撞过程与人员受伤过程

7.4 衡量汽车碰撞强烈程度的指标

7.5 汽车主/被动安全在碰撞中的作用

5.2教学内容与教学目标对应关系

6、考核要求、考核方式及成绩评定标准

6.1考核方法

6.2考核标准

6.3成绩评定

（1）课程作业

由教师根据课程作业的实际完成情况，给出成绩。

（3）成绩评定

本课程考核性质为考查，综合考核课后作业确定总成绩，考核内容重点关注“在汽车系统动力学分析等方面，掌握基本的分析方法、具有较强的创新意识”，成绩分为优秀、良好、中等、合格和不合格五个等级。