爆胎一直是高速公路交通事故的頭號(hào)殺手，汽車(chē)在高速公路上行駛時(shí)，當(dāng)車(chē)速 超過(guò) １６０ｋｍ／ｈ時(shí)發(fā)生爆胎，駕駛?cè)藥缀鯖](méi)有生還的可能。為了解決爆胎問(wèn)題，汽 車(chē)和輪胎研究人員想盡辦法，對(duì)輪胎材料和結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)漏氣保用輪胎 和無(wú)內(nèi)胎輪胎，但是，這些輪胎結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量都比較大，成本較高，降低 了輪胎的舒適性和經(jīng)濟(jì)性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能技術(shù)的興起和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普 及，智能輪胎成為解決爆胎問(wèn)題和提高輪胎性能的有效手段。
智能輪胎是一種新興的智能化的輪胎，它能夠通過(guò)胎內(nèi)安裝的傳感器或汽車(chē)其 他傳感器獲取輪胎的壓力、溫度、摩擦和振動(dòng)等狀態(tài)信息，根據(jù)獲取的信息進(jìn)行輪胎 壓力和安全等狀態(tài)的智能判斷，當(dāng)輪胎狀態(tài)異常時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警，提醒駕駛?cè)思皶r(shí)處 理，保證輪胎的壓力經(jīng)常處于標(biāo)準(zhǔn)壓力附近，當(dāng)輪胎出現(xiàn)快速漏氣或爆胎等危險(xiǎn)狀態(tài) 時(shí)能夠自動(dòng)代替或輔助駕駛?cè)诉M(jìn)行汽車(chē)的制動(dòng)或轉(zhuǎn)向操縱，從根本上解決輪胎漏氣或 爆胎引起的交通事故，從而顯著提高汽車(chē)的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。
作者最早接觸智能輪胎研究是 ２００２年 ９月，當(dāng)時(shí)剛進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研 究所攻讀博士學(xué)位，導(dǎo)師王飛躍教授將自己發(fā)表的第一篇智能輪胎的論文 智能 輪胎的研究及其相關(guān)核心技術(shù)拿給我看，并且把相關(guān)的參考文獻(xiàn)也一起打印給 我，通過(guò)和導(dǎo)師的交流，對(duì)智能輪胎研究的前景充滿(mǎn)了憧憬，確定了進(jìn)行智能輪胎 研究的目標(biāo)和方案。當(dāng)時(shí)的智能輪胎研究大部分都集中在有源傳感器測(cè)量輪胎的壓 力和溫度，通過(guò)無(wú)線發(fā)射方式進(jìn)行信息的收集，博士課題需要一定的理論深度，因 此，針對(duì)有源傳感器的局限性，確定了 應(yīng)用于智能輪胎的無(wú)源無(wú)線聲表面波壓 力和溫度傳感器的博士課題，隨后的三年時(shí)間，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過(guò)與山東威 海三角輪胎公司和美國(guó)亞利桑那大學(xué)合作，設(shè)計(jì)了一套應(yīng)用于智能輪胎的無(wú)源無(wú)線 聲表面波壓力和溫度傳感器，解決了傳感器壓電基片切割方向優(yōu)化選擇問(wèn)題以及同 時(shí)進(jìn)行輪胎壓力和溫度測(cè)量的信號(hào)校正問(wèn)題。
２００５年 ７月，博士畢業(yè)后，進(jìn)入桂林電子科技大學(xué)工作，通過(guò)和導(dǎo)師王飛躍教 授合作，繼續(xù)從事智能輪胎相關(guān)問(wèn)題的研究，隨后，獲得了中國(guó)科學(xué)院復(fù)雜系統(tǒng)與智 能科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （目前的復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）開(kāi)放課題 智能 輪胎技術(shù)研究的資助，針對(duì)智能輪胎中的 ＴＰＭＳ進(jìn)行了輪胎壓力監(jiān)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)方面 的研究，同時(shí)，進(jìn)行基于輪胎電容阻抗的無(wú)源無(wú)線聲表面波傳感器研究，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，完成了智能輪胎方面最早的專(zhuān)著 《ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｉｒｅｓ：Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，Ｓｅｎｓｉｎｇ，ａｎｄＡ�� ｎａｌｙｓｉｓ》的撰寫(xiě)，對(duì)輪胎的模型、輪胎傳感器和輪胎壓力、溫度與摩擦特性進(jìn)行了詳 細(xì)的闡述，該專(zhuān)著 ２００７年由美國(guó) ＷｅｓｔｉｎｇＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏ�背霭�。
２００８年，在完成開(kāi)放課題 智能輪胎技術(shù)研究之后，獲得了國(guó)家自然科學(xué) 基金青年基金項(xiàng)目 基于輪胎阻抗和 ＳＡＷ 諧振器的無(wú)線無(wú)源輪胎壓力傳感器研 究資助，對(duì)輪胎阻抗與輪胎壓力之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的研究，建立了輪胎電 容阻抗變化與輪胎壓力變化之間的線性關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于輪胎阻抗和 ＳＡＷ 諧 振器的無(wú)線無(wú)源輪胎壓力傳感器測(cè)試系統(tǒng)。
隨著 ＭＥＭＳ技術(shù)的進(jìn)步，輪胎傳感器芯片集成了輪胎壓力、溫度、電池電壓 和加速度傳感器、無(wú)線發(fā)射器和微控制器，集成度和信號(hào)采集精度都很高，進(jìn)行智 能輪胎的 ＴＰＭＳ的開(kāi)發(fā)難度逐漸降低，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)了大量的 ＴＰＭＳ產(chǎn)品，而對(duì)于無(wú) 源無(wú)線傳感器的研究，由于設(shè)計(jì)、制造和安裝等方面的問(wèn)題，仍然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)市場(chǎng) 化，在沒(méi)有新的研究思路的情況下，作者轉(zhuǎn)入熱門(mén)的電動(dòng)汽車(chē)研究，在 ２０１４年獲 得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 基于滑移率優(yōu)化分配的電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)自適應(yīng)動(dòng) 態(tài)協(xié)調(diào)控制算法研究，該研究基于前期在智能輪胎狀態(tài)信息獲取方法方面的研 究，進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)力分配與控制算法的研究，屬于智能輪胎獲取信息應(yīng)用方面 的一種拓展，因此，隨后的研究大部分也圍繞智能輪胎信息獲取及應(yīng)用方面。
２０１３年以來(lái)，導(dǎo)師王飛躍教授密切關(guān)注智能輪胎的研究動(dòng)向，為作者在智能 輪胎方面的研究指明了方向，鼓勵(lì)作者在原來(lái)的著作 《ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｉｒｅｓ：Ｍｏｄｅｌｉｎｇ， Ｓｅｎｓｉｎｇ，ａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓ》的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究成果，完成一本內(nèi)容全 面的智能輪胎著作，為更多的研究者提供參考。２０１３年 ３月開(kāi)始，作者著手準(zhǔn)備 智能輪胎著作的撰寫(xiě)，對(duì)國(guó)內(nèi)外在智能輪胎相關(guān)方面的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了廣泛的閱 讀，特別是輪胎狀態(tài)參數(shù)估計(jì)方面的眾多的內(nèi)容。２０１６年 １１月，完成了初稿的撰 寫(xiě)，導(dǎo)師王飛躍教授進(jìn)行了認(rèn)真的閱讀，并給出了十分詳細(xì)的意見(jiàn)，另外，安排陸 浩、呂宏強(qiáng)、孫星愷、任志遠(yuǎn)和王曉等人構(gòu)建了智能輪胎知識(shí) （情報(bào)）服務(wù)平臺(tái)， 完整地收集了國(guó)內(nèi)外在智能輪胎方面的研究成果，為作者提供了非常豐富的國(guó)內(nèi)外 文獻(xiàn)資料。在此基礎(chǔ)上，作者進(jìn)一步擴(kuò)充了書(shū)稿的內(nèi)容，終于在 ２０１７年 ７月完成 了修改稿。
本書(shū)的內(nèi)容圍繞智能輪