題t目：基于單片機(jī)的汽車智能雨刮器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧

【正文】 能雨刮器的主程序流程圖設(shè)計(jì) ................................................................... 22 第六章 基于模糊控制的智能雨刮控制系統(tǒng) ........................................................................ 23 模糊控制簡(jiǎn)介 ........................................................................................................... 23 模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) ............................................................................................... 24 模糊集合 ........................................................................................................ 24 隸屬度函數(shù)及其確定 .................................................................................... 24 模糊控制器的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 25 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................ 27 精確量的模糊化 ............................................................................................ 28 建立模糊控制器的控制規(guī)則 ......................................................................... 29 模糊判決 ......................................................................................................... 29 論域、量化因子及比例因子的選擇 ............................................................. 30 論域及基本論域 .......................................................................................... 30 量化因子 ...................................................................................................... 30 比例因子 ...................................................................................................... 31 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 量化因子和比例因子的選擇 ...................................................................... 31 智能雨刮器電機(jī)的模糊控制 ................................................................................... 32 智能雨刮器的控制原理圖 ............................................................................ 32 直流電機(jī)的調(diào)速原理 .................................................................................... 33 電機(jī)同步設(shè)計(jì)中選擇模糊控制的原因 ........................................................ 34 模糊控制在電機(jī)同步控制中的應(yīng)用 ............................................................ 36 模糊控制算法流程圖 ............................................................................................... 40 控制系統(tǒng)的仿真與分析 ........................................................................................... 42 總結(jié) .......................................................................................................................................... 45 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 A matlab 仿真圖 .............................................................................................................. 48 附錄 B 硬件原理圖 ................................................................................................................. 51 附錄 C 程序 ............................................................................................................................ 52 致謝 .......................................................................................................................................... 65 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 第一章 引 言 研究背景 汽車工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)代汽車正從一種單純的交通工具朝著滿足人們需求、安全、節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展。為了滿足人們對(duì)汽車日益提高的要求，汽車研發(fā)及生產(chǎn)機(jī)構(gòu)必然要將 越來(lái)越多的電子產(chǎn)品引入到汽車上，智能控制系統(tǒng)也成為汽車革新的主要內(nèi)容。 雨刮器屬汽車附件，是汽車安全行駛的重要部件，用于消除擋風(fēng)玻璃、后窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪、灰塵和水泥等，以保證玻璃透明清晰。 第一個(gè)發(fā)明電動(dòng)刮水器的是德國(guó)博世公司，博世將它作為“博世最年幼的產(chǎn)品”加入到博世的產(chǎn)品家族。自那以后，這個(gè)嬰兒逐漸成長(zhǎng)，從單純的刮片發(fā)展到二十一世紀(jì)初的風(fēng)窗玻璃之星 —— 無(wú)支架的刮水器。在汽車的駕駛史上，對(duì)風(fēng)窗玻璃的清潔問(wèn)題解決開始得比較晚。汽車從只有平添駕駛發(fā)展到成為全天候的駕駛。技術(shù)變化最大是在二戰(zhàn)以后，伴隨著 大規(guī)模機(jī)械的出現(xiàn)。風(fēng)窗玻璃洗滌器、間歇開關(guān)、后窗刮水器和可加熱噴水器保證了駕駛時(shí)的視野清晰與行車安全。伴隨著其他一些技術(shù)革新，比如雨滴傳感器、可變位刮水臂、刮水器的出現(xiàn)，就更擴(kuò)大了刮拭的范圍，刮水器成為了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。 目前傳感器在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。在對(duì)于汽車雨刮器的研究上，智能雨滴傳感器自然成了智能刮水器系統(tǒng)的重要組成部分。智能化傳感器是具有智能功能的高檔傳感器，它具有檢測(cè)、信息處理功能 、自動(dòng)進(jìn)行各種誤差補(bǔ)償、精度高、量程覆蓋范圍大、穩(wěn)定性好、輸出信號(hào)大、信噪比高、傳輸中抗干擾性能好，可遠(yuǎn)距離輸送信號(hào)，有的還帶有自檢功能。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 研究的意義 據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界雨天行車有 7%的事故是由于駕駛員手動(dòng)操作雨刷引起的，現(xiàn)在的汽車中已經(jīng)安裝了越來(lái)越多的傳感器以增加主動(dòng)性和被動(dòng)安全性。采用雨滴感應(yīng)式自動(dòng)雨刷控制系統(tǒng)可以使駕駛員免除手動(dòng)操作雨刷的麻煩，有效地提高了雨天行車的安全性 。如果汽車有雨滴傳感器，駕駛者就無(wú)需調(diào)節(jié)雨刮器設(shè)置來(lái)迅速停止刮片的運(yùn)動(dòng)或者得到更好的視角。當(dāng)在濕路上駕駛時(shí)，駕駛者就無(wú)需動(dòng)手來(lái)打開雨刮器， 所以駕駛者就可以集中精力開車。 論文的內(nèi)容 論文結(jié)合智能雨刮系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)行了以下幾個(gè)問(wèn)題的研究： 1．論文總結(jié)了汽車雨刮器的發(fā)展歷程以及汽車傳感器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，提出了研制汽車雨滴傳感器的重要意義。 2．目前，雨滴傳感器主要由三種原理構(gòu)成：利用壓電振子的傳感器、利用靜電電容的傳感器和利用光量變化的傳感器。我們根據(jù)把雨滴傳感器放在汽車內(nèi)部的需要，利用光量變化的原理，研制出了一種新型紅外線汽車雨滴傳感器。該雨滴傳感器能夠智能的分辨出大雨還是小雨，從而使雨刮做高速或低速擺動(dòng)。 3．本文系統(tǒng)分析了模糊控制理論及 模糊控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用。汽車工業(yè)在其發(fā)展過(guò)程中所日益顯示的對(duì)于高新技術(shù)的可容性和電子化趨勢(shì)，使得模糊技術(shù)頗受各國(guó)汽車公司和廠商的重視，并由此掀起了一股模糊技術(shù)用于汽車的熱潮。因此，要研制智能化的汽車離不開模糊控制技術(shù)。 4．把模糊控制技術(shù)用于汽車智能雨刮系統(tǒng)中的兩個(gè)雨刮片的同步問(wèn)題。由于生產(chǎn)工藝的問(wèn)題，兩個(gè)雨刮電機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能完全一樣，就會(huì)存在兩個(gè)雨刮片擺動(dòng)不同步的問(wèn)題。用模糊控制器來(lái)取代傳統(tǒng)的 PID 控制器，可以更好的控制雨刮片的同步。整個(gè)系內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 統(tǒng) 80c51 單片機(jī) 來(lái)控制，給出了硬件和軟件設(shè)計(jì)。 5．用 MATLAB軟件對(duì)模糊控制系統(tǒng)和 PID 控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對(duì)比兩個(gè)仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明了設(shè)計(jì)的合理性及方案的可行性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 第二章 智能雨刮器的原理及種類 現(xiàn)在開發(fā)的雨滴檢測(cè)雨刮器 ，將雨滴 傳感器檢出的雨量變成電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)的大小， 控制刮雨器動(dòng)作。在這個(gè)系統(tǒng)中雨滴傳感器的作用最重要。 雨滴傳感器的分類 壓電振子原理的雨滴傳感器 壓電振子利用壓電效應(yīng)將機(jī)械位移 (振動(dòng) )變成電信號(hào)。 壓電振子受到雨淋，按照雨滴的強(qiáng)弱和雨量作振動(dòng)；將雨滴的沖擊能量變換成電壓波形，再輸入到雨刮控制器。該電壓波形的積分值 (斜線部分的面積 )與某一定值的 速度對(duì)應(yīng)，這樣就可控制刮雨器運(yùn)動(dòng)的速度。 如圖 ： 圖 靜電電容原理的雨滴傳感器 靜電電容表示因電極之間的物質(zhì)不同 (在雨滴傳感器中為“空氣”和“水” )能儲(chǔ)存電荷量的能力。電極面積 (S)，電極的間隔 (d)不變，則靜電容 C只由介電系數(shù) (ε )決定。因水和空氣的ε值不同， C隨雨滴的大小而變。利用靜電容的變化，改變振蕩電路的振蕩頻率，從而控制雨刮器的動(dòng)作。 如圖 ： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 靜電電容傳感器 光量變化的雨滴傳感器 把半導(dǎo)體發(fā)光元件和感光元件配成一對(duì)，從發(fā)光元件發(fā)出的光信號(hào)， 如果在光路途中遇到雨滴落下，由于光的散射，光強(qiáng)減弱。可利用光強(qiáng)的衰減信號(hào)控制雨刮器的動(dòng)作。 前兩種雨滴傳感器需要放在汽車的外部，而本文所研制的雨滴傳感器需要放在汽車的內(nèi)部，即駕駛室一側(cè)的風(fēng)擋玻璃上。所以采用第三種方法，利用光強(qiáng)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的雨滴傳感器。 紅外雨滴傳感器的原理 本設(shè)計(jì)中的雨滴傳感器選用紅外雨滴傳感器，屬于光量變化原理雨滴傳感器的一種。由光（本設(shè)計(jì)中選用紅外 線）發(fā)射元件發(fā)射出的紅外光以全反射角度在擋風(fēng)玻璃的外表面反射，其 角度必須在 42176。（玻璃 水 ）和 63176。（玻璃 空氣）之間。如果在擋風(fēng)玻璃上有雨 ， 雨量越大，反射回來(lái)的光越多。 從發(fā)射元件發(fā)出的光反射到接收裝置的擋風(fēng)玻璃區(qū)域被稱之為傳感器的“敏感區(qū)域”，僅當(dāng)雨水滴到這個(gè)區(qū)域時(shí)，才可以被探測(cè)出來(lái)。為使系統(tǒng)靈敏可靠，擋風(fēng)玻璃區(qū)域和靈敏區(qū)域之間必須要有一個(gè)較好的比例 [1]。雨滴傳感器的原理圖如圖 ： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 敏 感 區(qū) 域測(cè) 量 控 制電 路紅 外接 收 管紅 外發(fā) 射 管擋 風(fēng) 玻 璃 圖