題t目：基于單片機的汽車智能雨刮器設計(更新版)

　　

【正文】 .................................................................................... 16 雨滴傳感器的硬件設計 ........................................................................................... 16 電機控制的硬件設計 ............................................................................................... 16 第五章 智能雨刮器的軟件設計 ............................................................................................ 19 雨滴傳感器的流程圖設計 ....................................................................................... 19 智能雨刮器雙電機控制的流程圖設計 ................................................................... 20 汽車智能雨刮器的主程序流程圖設計 ................................................................... 22 第六章 基于模糊控制的智能雨刮控制系統 ........................................................................ 23 模糊控制簡介 ........................................................................................................... 23 模糊控制的數學基礎 ............................................................................................... 24 模糊集合 ........................................................................................................ 24 隸屬度函數及其確定 .................................................................................... 24 模糊控制器的設計 ................................................................................................... 25 模糊控制器的結構設計 ................................................................................ 27 精確量的模糊化 ............................................................................................ 28 建立模糊控制器的控制規則 ......................................................................... 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 內蒙古科技大學畢業設計 說明書（畢業 論文 ） 量化因子和比例因子的選擇 ...................................................................... 31 智能雨刮器電機的模糊控制 ................................................................................... 32 智能雨刮器的控制原理圖 ............................................................................ 32 直流電機的調速原理 .................................................................................... 33 電機同步設計中選擇模糊控制的原因 ........................................................ 34 模糊控制在電機同步控制中的應用 ............................................................ 36 模糊控制算法流程圖 ............................................................................................... 40 控制系統的仿真與分析 ........................................................................................... 42 總結 .......................................................................................................................................... 45 參考文獻 .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。技術變化最大是在二戰以后，伴隨著 大規模機械的出現。如果汽車有雨滴傳感器，駕駛者就無需調節雨刮器設置來迅速停止刮片的運動或者得到更好的視角。因此，要研制智能化的汽車離不開模糊控制技術。在這個系統中雨滴傳感器的作用最重要。 如圖 ： 內蒙古科技大學畢業設計 說明書（畢業 論文 ） 圖 靜電電容傳感器 光量變化的雨滴傳感器 把半導體發光元件和感光元件配成一對，從發光元件發出的光信號， 如果在光路途中遇到雨滴落下，由于光的散射，光強減弱。如果在擋風玻璃上有雨 ， 雨量越大，反射回來的光越多。峰值波長λ為 880 nm，帶寬 ? 80 nm。電容器 C放電所需的時間為 ： 內蒙古科技大學畢業設計 說明書（畢業 論文 ） CRCRt PL 22 )2ln( ?? 式 () 當 C放電結束時 ， T截止 ， vc c 將通過 R1 、 R2向電容器 C充電 ， vc 由31vc c 上升到32vc c所需的時間為 ： CRRCRRt PH )()( 2121 ???? 式 () 當 vc 上升到32vc c 時， 觸發器又發生翻轉，如此周而復始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為 [2]： CRRttf PHPL )2( 21 ???? 式 () 圖 多謝振蕩器電路圖 本文設計的發射模塊就是由 555定時器構成的多諧振蕩器，通過式 ()、 ()、 ()計算出 R1 、 R2 和 C的值，使 555電路發出頻率為 38 kHz的脈沖波，從而驅動紅外發射管工作在 38 kHz的頻率下 。峰值波長λ為 880 nm，具有高線性度、高可靠性等特點。 圖 帶通濾波器原理示意圖 內蒙古科技大學畢業設計 說明書（畢業 論文 ） 圖 帶通濾波器的典型電路 為了估算方便起見，設 R2 =2R， R3 =R，此時可求得帶通濾波器的電壓放大倍數為： )(1)()3( 0000 ffffjqAffffjAAA upuouou ???????。用 CD4024分頻器把由帶通濾波器輸出的脈沖信號分頻，滿足輸出脈沖信號是毫秒數量級 [5]。 T2EX()：定時器 T2 外部觸發 輸入端。 T1()：定時 /計時器 T1是的外部輸入端。 ALE 只能在執行 MOVX 指令時被激活。當 EN=“1”時，電路輸出 Y 呈現高阻狀態，當 EN =“0”時，實現 Y=A 的邏輯功能，即 EN為低電平有效。同理可分 析，此時 v2 和 v3 是關斷的。 汽車雨刮器電機的軟件流程圖如圖 所示： 內蒙古科技大學畢業設計 說明書（畢業 論文 ） 電 機 雙 向 控 制 程 序M a i c h o n g 為 0 嗎 ？是 正 轉 嗎 ？啟 動 電 機輸 出 剎 車 代 碼YN輸 出 正 向 代 碼輸 出 反 相 代 碼M a i c h o n g 為 4 嗎 ？輸 出 大 雨 時 的占 空 比輸 出 小 雨 時 的 占空 比YNYN軟 延 時n 到 否 ？滑 行 代 碼軟 延 時k 到 否 ？軟 延 時n 到 否 ？滑 行 代 碼軟 延 時k 到 否 ？NYNYYN返 回NY讀 P 0 口 圖 雨刮器電機部分流程圖 內蒙古科技大學畢業設計 說明書（畢業 論文 ） 汽車智能雨刮器的主程序流程圖設計 在汽車智能雨刮系統中，有許多非線性因素都 會對雨刮同步造成影響。模糊控制較大規模的研究是從 1980 年開始的。其基本思想是在被控對象的模糊模型的基礎上，用機器 去模擬人對系統控制的一種方法。 由此可見，模糊集是普通集的一般化，普通集是模糊集的特殊情況。不同的隸屬函數所描述的模糊集合也不同。實際上 ，模糊控制器的作用與其他控制器的作用相同，如在經典控制理論中，有 PID控制器、有串、并聯校正器。由前邊得到的誤差及誤差變化率都是精確值，那么，必須將其模糊化變成模糊量 E、 EC。 7．計算機執行完 1~6 步驟后，即完成了對被控對象的一步控制，然后等到下一次A/D 采樣，再進行第二步控制，這樣循環下去，就完成了對被控對象的控制。由于這種控制器的輸入就是一個量即誤差，因此系統的動態控制性能不佳。 模 糊 控 制 器模 糊 控 制 器d / d t d / d teu 圖 多維模糊控制器 因此本設計采用二維模糊控制器，把兩個電機復位的時間差及偏差變化作為輸入量，pwm的變化量作為 輸出量，進行控制。 要建立模糊控制器的控制規則，就是要利用語言來歸納手動控制過程中所使用的控制 策略。 這個判別方法簡單易行，實時性也好，但它概括的信息量少，因為它完全不考慮其余一切從屬程度較小的點的情況。在理論上講，增加論域中的元素個數。設控制量所取的模糊子集論域為：{h,h+1, ? ,0,? h1,h},輸出控制量的比例因子由下式確定，即 : Ku=yu /h 式 () 由于控制量的基本論域為一連續的實際域，所以，從控制量的模糊集論域到基本論域的變換，可以用下式計算，即： yui =Ku*hj 式 () 式中 hj 為控制量模糊集論域中的任一元素或為控制量的模糊集所判決得到的確切控制量， yui 為控制量基本論域中的一個精確量， Ku 為比例因子