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汽車信號處理與系統模擬(基於Python的演算法與工程實踐智能汽車新能源汽車方向普通高等教育新工科汽車類系列教材)

  • 作者：編者:張維峰|責編:何士娟//章承林
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111809227
  • 出版日期：2026/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：184
人民幣：RMB 59.9 元      售價：元
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內容大鋼
    本教材系統闡述了汽車試驗信號處理的理論與工程實踐方法。本教材以Python為核心工具，基於信號分析理論框架，強化開源編程與汽車工程的深度融合，核心理論均配套基於真實試驗數據的可復現代碼示例，覆蓋車輛的振動分析、動力性能計算和續駛里程模擬等典型場景，實現了「即學即用」。
    本教材從信號的基本概念和Python入門知識出發，涵蓋數字信號的時域分析（濾波、卷積、微積分）、頻域分析（傅里葉變換、正弦掃描分析）、譜分析（能量譜、功率譜），並延伸至數據建模（插值、擬合）與系統模擬（車輛性能模擬、新能源汽車荷電狀態估算等），兼顧傳統與智能汽車技術需求。
    本教材以工程問題為導向，通過「問題→數據→演算法→解決方案」的閉環案例，將演算法理論嵌入汽車試驗場景，形成「數據處理→信號分析→模型構建→性能模擬」的完整技術閉環，從而為讀者提供兼具理論深度與實踐創新性的分析方法。
    本教材可作為高等院校車輛工程及相關專業本科生的教學用書，也可供相關專業研究生及工程技術人員參考。
作者介紹
編者:張維峰|責編:何士娟//章承林
目錄
前言
第1章  系統、數字信號與Python
  1.1  概述
  1.2  什麼是Python
  1.3  數字信號與信號處理
  1.4  系統的定義與建模
  1.5  Python和試驗數據的可視化
    1.5.1  用於科學計算的NumPy和SciPy
    1.5.2  Python編程基礎
    1.5.3  數據的可視化
    1.5.4  試驗數據的導入
    1.5.5  Python中的函數
第2章  汽車試驗數據的數值分析與數據建模
  2.1  概述
  2.2  數據統計分析
    2.2.1  算術平均值
    2.2.2  方差和標準差
    2.2.3  均方值
  2.3  數據的頻率與概率分佈
    2.3.1  數據的頻率分佈
    2.3.2  數據的概率分佈
  2.4  插值模型構建
    2.4.1  線性插值
    2.4.2  多項式插值
  2.5  擬合模型構建
    2.5.1  最小二乘多項式擬合法
    2.5.2  擬合優度
第3章  汽車試驗信號的時域分析
  3.1  概述
  3.2  數字濾波基礎
  3.3  無限脈衝響應濾波器
    3.3.1  巴特沃思濾波器
    3.3.2  切比雪夫濾波器
  3.4  有限脈衝響應濾波器
  3.5  卷積的概念和計算
  3.6  試驗信號的數值微積分
    3.6.1  一階導數的差分近似演算法
    3.6.2  數值積分
    3.6.3  試驗信號的積分
  3.7  信號濾波的相位延遲和群延遲
第4章  汽車試驗信號的頻域分析
  4.1  概述
  4.2  傅里葉變換基礎
    4.2.1  周期信號的傅里葉級數
    4.2.2  非周期信號的傅里葉變換
    4.2.3  離散傅里葉變換（DFT）
    4.2.4  快速傅里葉變換（FFT）
    4.2.5  FFT的Python實現
  4.3  窗函數與信號的能量泄漏
  4.4  傅里葉變換性質及工程實例

  4.5  正弦掃描試驗與工程應用
第5章  汽車試驗信號的譜分析
  5.1  概述
  5.2  能量信號與功率信號
  5.3  能量譜與能量譜密度
  5.4  功率譜與功率譜密度
  5.5  能量信號的譜估計
  5.6  信號的相關分析
    5.6.1  自相關與自功率譜
    5.6.2  互相關與互功率譜
  5.7  功率信號的譜估計
    5.7.1  改進的周期譜圖法
    5.7.2  功率譜的相關估計法
  5.8  車架傳遞函數的譜估計與模態分析應用
    5.8.1  傳遞函數的自功率譜估計
    5.8.2  傳遞函數的互功率譜估計
第6章  系統建模與模擬分析
  6.1  概述
  6.2  系統建模
  6.3  線性與非線性系統建模
    6.3.1  線性系統建模
    6.3.2  非線性系統建模
  6.4  Python的類概念及應用
    6.4.1  創建和使用類
    6.4.2  類的擴展
  6.5  汽車最高車速的模擬計算
  6.6  車輛0→100km/h加速時間模擬
  6.7  1/4車輛模型的道路激勵響應模擬
    6.7.1  1/4車輛模型動力響應的數學方程
    6.7.2  1/4車輛模型動力響應的狀態空間求解
    6.7.3  1/4車輛模型動力響應模擬計算
    6.7.4  基於平順性脈衝試驗的懸架剛度估計
  6.8  純電動汽車荷電狀態、車速及續駛里程的耦合模擬
    6.8.1  電池放電深度
    6.8.2  電池荷電狀態的模擬計算
    6.8.3  案例：特斯拉及比亞迪的荷電狀態計算和續駛里程模擬
參考文獻

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