汽车自动雨刮控制器 -danny
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特斯拉雨刮器操作方法
特斯拉车型的雨刮器操作方法与一般的汽车雨刮器相似,下面是操作步骤:
1. 在特斯拉车型的方向盘旁边有一根杆,这是雨刮器的操作杆。
螺旋式旋转杆的顶部通常有一个圆形按钮,用于控制雨刮器的速度。
2. 按下雨刮器杆上的按钮,将雨刮器的速度调到所需的模式。
通常有三种模式:低速、中速和高速。
按下按钮一次,切换到下一个速度档,持续按下,直到达到所需的速度。
3. 雨刮器杆的底部通常有一个控制器,可用于调节雨刮器的感应灵敏度。
这个控制器往上或往下滑动,可以调整雨刮器的灵敏度,使其适应当前的雨量情况。
4. 特斯拉车型的部分车型配备了自动雨刮器系统。
当打开自动雨刮器功能时,雨刮器会根据车窗上的雨滴感应器自动调整刮水的速度和频率。
需要注意的是,不同型号的特斯拉车型可能会有略微不同的雨刮器操作方式,建议查阅车辆的用户手册来了解车型特定的操作方法。
基于单片机的汽车雨刮器控制系统设计摘要本文设计的雨刮器是以单片机AT89C201 为核心部件,实现雨刮器的自动控制功能。
软件设计部分包括智能雨刮器程序设计思想和雨刮器功能分析。
设计并实现了步进电机、按键、LCD1602显示和雨量传感器电路的结构和功能,主要编写了主程序的逻辑结构。
软件部分采用C语言,通过对雨量值和设定值的分析,完成雨刮器的自动启停和速度控制。
关键词:雨刮器自动控制单片机AT89C2011 绪论1.1 选题背景自动雨刮器系统的使用可以减少驾驶员在行驶之间的分心,保证玻璃落雨刮的量得到保持,从而提高车辆的安全性。
雨刮器控制系统运行时,可根据雨量情况控制各控制点的速度,具有快速稳定等特点[1]。
本文在系统软件设计中,根据不同的控制方式,实现了雨刮器动作的半自动控制、自动控制、定时控制和智能控制的转换。
1.2 研究现状根据对多个市场领域的汽车属性研究的分析,数据显示,消费者的消费偏好包括预缩安全带,前排座椅安全气囊,驾驶员座椅安全气囊等。
可以看出,对安全设备的需求已经超过对舒适设备的需求。
其中,对自动刮水器的需求排名第六。
2 自动雨刷器硬件电路设计2.1 单片机最小系统复位控制电路和电机时钟自动控制电路是电机最低工作系统,两种通常需要使用的控制功能。
复位降压电路由电机按键、保护驱动电阻、上压下拉驱动电阻和降压电容等主要部件共同组成,可以轻松方便实现电机按键手动降压复位及按键上拉放电自动降压复位,并与数控单片微电机9针自动复位端端口相连。
52MCU高电平启动复位,当一个MCU加5V直流电源(用于上下充电)电容开始启动时,电容器的充电量大约为相等于一个电容短路,RSTET上的短路电压为5V,采用MCU高电平启动复位,则MCU复位。
2.2 步进电机驱动电路步进驱动电机主要是用一个ULN2003芯片元件来进行驱动,其中的驱动控制电路主要是用一个ULN2003主驱动芯片、漏极驱动电阻和220U的电容器芯片来连接构成。
雨刮器控制原理
雨刮器是汽车上常用的设备之一,其作用是在雨天或雨后,清除挡风玻璃上的水滴,保障驾驶者的视线安全。
那么,雨刮器是如何控制工作的呢?
首先,雨刮器的控制需要通过一个开关来实现。
开关一般分为三个档位:低速、高速和间歇。
低速和高速是控制雨刮器转动的速度,而间歇是控制雨刮器在工作过程中的停留时间。
当开关处于低速或高速档位时,电流会流入雨刮器电机,使其转动。
同时,开关还会控制电机输出的转速,使雨刮器的转速与开关所选择的档位相匹配。
在间歇档位下,开关会实现一种特殊的控制方式。
当开关处于间歇档位时,电流只会在一定的时间间隔内流入电机,使其工作一段时间后自动停止。
在停止的时间段内,驾驶者可以观察挡风玻璃上的水滴情况,并根据需要再次启动雨刮器,使其继续工作。
除了开关控制外,雨刮器还需要一个雨量传感器来实现自动控制。
雨量传感器可以感知到挡风玻璃上的雨水情况,并通过信号传递给雨刮器控制器。
控制器会根据传感器所感知到的雨量情况,来决定雨刮器的工作速度和间歇时间。
当雨量增大时,雨刮器的工作速度也会相应增加,以保证挡风玻璃上的水滴能够及时被清除。
综上所述,雨刮器的控制主要依靠开关和雨量传感器来实现。
通过不同的控制方式,雨刮器可以适应不同的天气和驾驶需求,保障驾驶者的行车安全。
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汽车辅助电器设备(电动刮水器)(常用版)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)汽车辅助电器设备(电动刮水器)模块化教学校本教材上海交通职业技术学院汽车工程系·汽车运用技术教研室汽车辅助电器设备学习目标:1.知道汽车各种辅助电器设备结构组成及正确使用。
2.会结合电路图正确诊断排除各种辅助电器设备系统的故障。
一、电动刮水器(一)电动刮水器的功能为了保证汽车在雨天或雪天时有良好的视线,确保行车安全,在汽车挡风玻璃装有刮水器。
一般汽车的前风窗上装有两个刮水片,有些汽车后窗也装有一个刮水片,有些高级轿车的前大灯上也装有刮水片。
刮水器的作用:清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土,保证汽车在雨天或雪天时,驾驶员有良好的视线,确保行驶安全。
汽车上采用的刮水器根据其动力不同分为真空式、气动式和电动式三种。
目前在汽车上广泛采用的电动刮水器。
普遍具有高速、低速及间歇三个工作档位,而且除了变速之外,还有自动回位的功能(二)电动刮水器的基本结构与工作原理1.电动风窗刮水器的组成电动风窗刮水器主要是由直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、刮(水)片等组成。
2.电动风窗刮水器的工作原理电动机轴端的蜗杆驱动涡轮4,涡轮4带动摇臂6旋转,摇臂6使拉杆往7复运动,从而带动刮水片左右摆动。
电动机电流由车辆电源供应,永磁式刮水器电动机具有体积小、重量轻、结构简单等优点,因此目前在国内外汽车广泛应用。
永磁式刮水器电动机的磁场由永久磁铁提供。
3 永磁式刮水器电动机的变速原理永磁式刮水器电动机的磁场由永久磁铁提供。
利用三个电刷来改变正负电刷之间串联的线圈数,实现变速。
永磁电动机工作时,在电枢内同时产生反电动势,其方向与电枢电流的方向相反。
要使电动机旋转,外加电压必须克服反电动势的作用。
当电动机转速升高时,反电动势增加,只有当外加电压等于反电动势时,电枢的转速才能稳定。
(三).永磁式刮水器的自动复位与制动为了不影响驾驶员的视线,要求刮水器片自动复位,不管在什么时候切断电源,刮水器的橡皮刷都能自动在风窗玻璃的下部。
广州XXXXXXX学院毕业设计设计课题汽车自动雨刮系统姓名系别机械与电子系班级指导教师广州XXXXXXXX学院教务处制目录毕业设计及答辩评价意见毕业设计任务书毕业设计成果毕业设计说明书第一章:手动雨刮的组成、原理 (7)第二章:自动雨刮的功能及组成............................9. 第三章:自动雨刮的操作及控制电路 (15)第四章:自动雨刮的优点以及维护 (19)第五章:自动雨刮系统可能会发展方向 (20)毕业设计及答辩评价意见毕业设计任务书毕业设计课题汽车自动雨刮系统研制课题来源课题性质□真实课题□虚拟课题起止时间 2009 年 12 月 21 日—— 2010 年 1 月 7 日学生姓名系(院)机械与电子系指导教师一、毕业设计主要内容汽车自动雨刮系统的研制1.怎样使雨刮的快慢随着雨量变化2.雨刮自动控制基本技术目标3.自动雨刮怎样实现功能(有电路图)二、毕业设计主要技术指标1.根据天气自动开启雨刮2.根据环境自动调节雨刮工作快慢三、毕业设计基本要求及应完成的成果形式1.现在传统雨刮系统是怎样的,实现了什么功能,有什么有点、缺点,所以要改进。
2.改进的目的,新系统的组成、原理。
3.改进后实用性评价。
4.改进后尚有不够完善的地方,今后发展方向是什么?四、毕业设计进度安排1.2009年12月21日前,完成选题工作2.2009年12月31日前,完成资料查阅工作3.2010年1月3日前,提交开题报告4.2010年1月10日前,完成初稿5.2010年1月15日前,定稿6.2010年1月17日至18日,答辩五、毕业设计应收集的资料及主要参考文献/i?word=汽车雨刮电路图《丰田车系新系统教程培训》广东职业技能网 /200705/400/20080901084829.htm 四川交通职业技术学院精品课程课件指导教师(签名):黄洁明教研室主任(签名):系(院)负责人(签名):2010 年01 月15 日汽车自动雨刮系统研制姓名:龙俊良、高培涛、赵元琨、陈永图系(学院):机械与电子系班级:07汽车检测与维修2班第一章:手动雨刮的结构及原理(1)刮水器的组成如上图:电动刮水器主要由直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、摆臂和刮水片等组成。
目录目录...................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要 (1)第一章汽车雨刮器设计的价值及意义 (3)第二章汽车雨刮器机构的原理 (4)2.1雨刮器的运作原理 (4)2.2工作原理图 (5)2.3性能与技术要求 (7)第三章设计方案确定............................................................ 错误!未定义书签。
第四章分析设计及计算. (11)4.1电机的参数 (11)4.2连杆机构分析 (11)第五章雨刮器的使用方法 (15)第六章本次设计心得体会 (17)6.1设计总结 (17)6.2设计展望 (17)参考文献 (19)摘要汽车雨刮器是用来清扫汽车风窗玻璃上的雨雪和尘埃的装置,是汽车不可缺少的重要部件。
很多汽车制造企业将雨刮器列为汽车的安全部件,并将雨刮器的一些功能特性(如刮刷频率)列为安全特性,其目的是要求雨刮器在工作时既能及时刮清汽车风窗玻璃上雨雪杂物,又不能影响驾驶员的视线;除此以外,汽车雨刮器在停止状态还有一个关键功能要求自动复位功能,即雨刮器在停止工作时,雨刮器的刮刷子系统(由刮杆和刮片组成)自动停止在汽车风窗玻璃下沿的规定区域,其目的也是为了不阻挡驾驶员的视线。
关键词:雨刮器;功能;自动复位;安全性一.汽车雨刮器设计的价值及意义最早的雨刮器是由一个摇臂与夹有橡皮刮片的臂组成,由司机手工操作。
后来为了看位的需要,在左右两侧都装上了刮水臂,用连杆连接,成为手动双刮水片,也就是今天汽车雨刮器的原始型。
后来的雨刮器用气压差来代替人力,称为真空雨刮器。
用一根管子接到发动机,利用发动机的真空度来驱动雨刮器里面的活塞,推动摇臂转动,雨刮器就可以动作了。
40年代初期,汽车上陆续安装了电动雨刮器取代真空雨刮器。
雨刮控制器原理雨刮控制器是汽车上常见的设备之一,被用于控制雨刷器的工作。
它主要基于车辆上的雨量感应器来判断雨刮器的运行情况。
当雨感器监测到车窗上有水滴时,控制器会自动启动雨刮器,并根据雨量的大小和变化频率来调整雨刮器的速度。
本文将从雨刮控制器的原理、工作方式、组成结构和主要功能等方面进行详细阐述。
一、雨刮控制器的原理雨刮控制器通过与车辆上的雨量感应器配合,实现自动感知并控制雨刮器的运行。
其原理是基于雨量感应器通过感应车窗上的距离变化来判断雨刮器是否需要启动或调整运行速度。
二、雨刮控制器的工作方式1.感应车窗上的雨滴:雨刮控制器上装有雨量感应器,通过感应车窗上的雨滴数量和密度来判断是否需要启动雨刮器。
当雨量感应器检测到车窗上有一定数量的水滴时,会向控制器发送信号。
2.启动雨刮器:当控制器接收到雨量感应器的信号后,会自动启动雨刮器。
此时,雨刮器开始进行刮拭玻璃,并根据感应器读取的数据来调整刮拭的速度。
3.自动调节雨刮器的速度:在雨滴密度较小的情况下,雨刮器的工作速度可能会较慢。
当感应器检测到更多的雨滴时,控制器会增加雨刮器的速度,以更好地清除水滴。
三、雨刮控制器的组成结构1.雨量感应器:雨量感应器是雨刮控制器的核心部分,它的作用是感应车窗上的雨滴数量和密度,并将这些信息传递给控制器。
2.控制器芯片:控制器芯片是雨刮控制器的处理器,负责接收和处理来自感应器的信号,并根据信号来控制雨刮器的工作。
3.雨刮器马达:雨刮器马达是雨刮控制器的执行部分,它负责驱动雨刮器进行刮拭工作。
控制器会根据感应器读取的雨量信息控制雨刮器马达的速度。
四、雨刮控制器的主要功能1.自动感知雨滴:雨刮控制器能够根据雨量感应器的信号感知车窗上的雨滴,无需人工干预。
2.自动启动和关闭雨刮器:当感应器检测到车窗上有雨滴时,控制器会自动启动雨刮器;当雨滴停止或减少时,控制器会自动关闭雨刮器。
3.自动调节雨刮器速度:控制器根据雨滴的密度和变化频率来自动调节雨刮器的速度,确保及时清除车窗上的水滴,提供良好的视野。
汽车雨刮系统原理分析演示文稿一、引言:雨刮系统是汽车的重要安全设备,它确保了驾驶员在雨天行车时的视线清晰。
雨刮系统由雨刮器和雨刮开关控制器组成,通过控制雨刮器的运动实现清洁挡风玻璃的功能。
本文将对汽车雨刮系统的原理进行详细分析。
二、雨刮器的工作原理:1.电动雨刮器的结构及工作原理:电动雨刮器通常由电动机、雨刮臂、雨刮片和连接系统组成。
电动机通过传动装置带动雨刮臂运动,进而驱动雨刮片刮擦挡风玻璃,清除雨水。
雨刮开关控制器将信号传递给电动机,以实现雨刮器的启动和停止。
2.电动雨刮器的工作过程:当驾驶员触发雨刮开关时,雨刮开关控制器接收到信号,从而激活电动机。
电动机启动后,通过传动装置带动雨刮臂以特定的速度运动,同时雨刮片与挡风玻璃表面接触并刮擦。
刮擦过程中,雨刮片将雨水从玻璃上清除,确保驾驶员的视线清晰。
当驾驶员关闭雨刮开关时,电动机停止工作,雨刮器停止运动。
三、雨刮开关控制器的工作原理:1.雨刮开关的结构及工作原理:雨刮开关通常由操作杆和控制电路组成。
通过旋转或按压操作杆,驾驶员可以开启或关闭雨刮系统,并调整雨刮器的速度。
控制电路接收来自雨刮开关的信号,并相应地激活或停止电动雨刮器。
2.雨刮开关的功能:雨刮开关具备多种功能,包括:-开启和关闭雨刮器:通过旋转或按压操作杆,驾驶员可以开启或关闭雨刮器,以根据需要来清除雨水。
-调节雨刮器的速度:雨刮开关通常配备多个档位,驾驶员可以通过调节操作杆的位置来改变雨刮器的运动速度,以适应不同场景下的需求。
四、雨刮系统的控制原理:1.雨刮器的自动启停功能:现代汽车雨刮系统通常具备自动启停功能,能够根据雨量的大小自动启动或停止雨刮器。
这一功能是通过安装在挡风玻璃上的雨量感应器实现的。
雨量感应器能够感知到挡风玻璃上的雨水,当雨水滴落到一定程度时,感应器将发出信号给雨刮开关控制器,从而启动雨刮器。
当雨量减小或停止时,感应器会再次发出信号,使雨刮器停止工作。
2.雨刮器的间歇运行功能:有些雨刮系统还具备间歇运行功能,即雨刮器按照一定时间间隔工作。
雨刮器知识点雨刮器是汽车上的一种重要零部件,主要用于清洁和除去风挡玻璃上的雨水、雪、灰尘等杂物,以提供良好的视野和安全驾驶条件。
雨刮器的发明和应用,使得驾驶者在恶劣天气条件下仍能保持良好的视野,有效地提高了驾驶安全性。
本文将从雨刮器的原理、种类、使用、维护等方面进行介绍。
一、雨刮器的原理雨刮器的原理是利用电动机驱动雨刮器臂进行来回摆动,从而带动雨刮器橡胶条与风挡玻璃接触,清除上面的雨水、雪、灰尘等。
电动机通过控制器控制,根据驾驶者的需要来调节雨刮器的速度和频率。
而雨刮器橡胶条的质量和状态则直接影响着雨刮效果的好坏。
二、雨刮器的种类根据不同的汽车型号和需求,雨刮器可以分为传统雨刮器和平视雨刮器两种类型。
传统雨刮器是指传统的雨刮器臂和雨刮器片的结构,适用于大部分汽车。
平视雨刮器是一种新型的设计,它将雨刮器臂和雨刮器片合二为一,使得雨刮器更加紧凑、美观。
此外,还有一些高级车型配备了感应雨刮器,可以根据雨水的多少自动调节雨刮器的速度和频率,提供更加智能化的使用体验。
三、雨刮器的使用在使用雨刮器时,驾驶者需要根据实际情况选择合适的雨刮器速度和频率。
一般来说,雨量较小时可以选择低速档,雨量较大时可以选择高速档。
同时,还可以通过调节雨刮器臂的角度来适应不同的雨刮范围。
使用雨刮器时需要保持风挡玻璃的清洁,及时更换磨损的雨刮器橡胶条,以确保良好的雨刮效果。
四、雨刮器的维护为了保持雨刮器的正常工作和延长使用寿命,驾驶者需要定期对雨刮器进行维护。
首先,要保持雨刮器橡胶条的清洁,可以用清水和中性洗涤剂轻轻擦拭,切勿使用含酸、碱等腐蚀性物质。
其次,需要定期检查雨刮器臂和雨刮器片的连接处是否松动,如有松动应及时紧固。
此外,还要注意雨刮器臂的摆动幅度是否正常,如有异常应及时检修或更换。
雨刮器作为汽车上的重要设备,对于驾驶者来说具有重要的意义。
它能够在恶劣天气条件下提供良好的视野,确保驾驶安全。
因此,驾驶者在日常驾驶中应重视雨刮器的使用和维护,以确保其正常工作和良好的雨刮效果。
自动感应式雨刮控制系统的设计和分析
裴冯来学号:1010180016
(同济大学汽车学院车辆工程,上海, 201804)
摘要:本文分析了自动雨刮系统对汽车安全性需求的影响以及新型车用雨量传感器的基本原理,并对基于单片机的新型红外线雨量自动感应式雨刮控制器进行了简单介绍。
在此基础上,对更加复杂的基于模糊控制原理的自动雨刮系统进行了进一步的研究。
自动雨刮系统有效的提高了驾驶员行驶过程中的安全系数,同时,基于模糊控制的自动雨刮控制器具有更好的可靠性和效果。
关键词:雨滴传感器,控制器,模糊控制
0 引言
雨刮系统是汽车上重要的安全设备之一。
根据操作过程中是否需要驾驶者参与,雨刮系统分为人工雨刮系统和自动雨刮系统。
在人工雨刮系统中,驾驶者手动控制雨刮器的摆动速度,手动操作会影响驾驶员的行车注意力,造成不必要的危险。
自动雨刮系统在使用中不需要驾驶者的干预,控制器通过雨量传感器检测降雨量的大小,根据雨量的大小自动改变雨刮器的摆动速度,从而保持挡风玻璃的清晰,增加了行车的安全。
1 雨量传感器
自动雨刮系统之所以能检测到雨量的大小,主要是依靠一个雨量传感器。
一般的,雨量传感器安装在车内挡风玻璃上的后视镜后面,由玻璃棱镜、红外线光源发射器和红外线光源接收器等部件组成。
图1 给出了雨量传感器工作原理示意图。
由图1 可以看到, 红外光源发射器将红外光以固定角度投射到挡风玻璃上, 经由挡风玻璃、棱镜反射回到红外光源接收器; 当挡风玻璃足够清晰时, 红外光源接收器收到的红外线总量与发出的红外线总量基本相等, 如图1( a) 所示; 当有雨滴落在挡风玻璃上时, 部分红外线会因为雨滴的折射而分散到外部, 导致红外光源接收器收到的红外线总量小于发出的红外线总量, 如图1 ( b) 所示。
红外光源接收器与模拟数字转换单元连接, 根据红外光源接收器输出模拟电压值的不同, 控制器即可判断当前雨量大小。
图 1 红外线雨量传感器原理图
2 基于单片机的自动感应式雨刮控制器
一般的,雨量自动感应式雨刮控制系统主要由红外雨滴传感器、放大电路、控制器等部分组成,系统结构如图2 所示
图 2 自动感应式雨刮控制器系统原理框图
其工作原理是通过雨量大小改变传感器电信号的大小,且不受外界环境光源影响.通过单片机进行A/D转换和脉宽调制输出控制雨刮电机可靠动作.汽车行驶中检测到雨滴后,雨刮器就自动工作.采用自动雨刮系统,可以将现在的雨刮器减少3个开关.自动设定雨刮器工作的时间间隔,控制雨刮器动作.这样就大大提高了驾驶员行驶过程中的安全系数,满足用户需求.
3 基于Takagi-Sugeno模糊模型的自动雨刮控制系统
对于简单的自动雨刮系统来说,挡风玻璃的清晰度不能由驾驶者根据自身需要进行改变; 没有考虑与汽车中控单元的接口, 不符合现代汽车采用CAN、LIN总线来构成总线式车身通讯系统的发展趋势; 当挡风玻璃上附着较大固体物时, 可能因用力刮除引起雨刮系统的损坏; 另外, 雨刮系统的核心电子控制模块多数依赖进口,比如常应用的FREESCALE或MOTOROLA系列,这就与汽车电子零部件国产化的产业发展趋势不符。
基于上述考虑, 设计了一种基于Takagi- Sugeno模糊模型的自动雨刮系统。
该系统使用红外发射接收器来构成雨量传感器, 采用LIN 总线与汽车中控单元接口, 通过构建模糊控制算法, 实现对雨刮器摆动速度的控制。
模糊算法不需要建立精确的数学模型,而是应用模糊理论将人的经验知识,思维进行推理,控制过程的方法和策略有所谓模糊控制器来实现。
模糊控制对那些难以获得数学模型或模型非常粗糙的工业系统有独特的优势,很适合于应对雨刮系统的非线性和不确定性。
3.1 工作原理
自动雨刮控制系统的结构如图3 所示, 主要由雨量传感器、控制器、雨刮器电机、雨刮器机构、挡风玻璃、LIN 总线接口等部件构成。
其中, 雨量传感器用来检测挡风玻璃上是否有雨水, 根据雨量传感器的输出信号, 控制器判断当前雨量的大小, 结合来自LIN 总线的用户设定等信息, 控制雨刮器电机摆动速度, 以便驱动雨刮器机构快速扫除挡风玻璃上的雨水。
图 3 控制电路原理图
3.2 硬件设计
依据自动雨刮系统的工作原理, 图4 给出了自动雨刮控制系统硬件原理图。
考虑到系统需要实时检测雨量大小, 运行模糊控制算法等需要, 硬件核心使用了数字信号控制器dsPIC30F2010, 它具有30MIPS 的执行速度, 16 位字长, 片上具有EEPROM、脉宽调制( PWM)信号发生器、模拟数字转换单元、LIN 通讯接口等外设, 可较好满足系统要求。
图 4 自动雨刮控制系统示意图
为了满足现代汽车采用CAN、LIN 总线构成总线式车身通讯系统的需要, 系统使用LIN 总线收发器MCP201 实现与汽车中控单元通讯, 通过LIN 总线与汽车上的其它电子设备进行信息交互。
3.3 软件设计
根据自动雨刮系统的工作原理, 结合图4 硬件平台, 所设计的模糊自动雨刮控制器如
图5 所示。
图 5 模糊自动雨刮控制器
在图5 中, 取雨量误差e、雨量误差变化率e i 作为控制器输入变量, 电机控制PWM脉冲的导
通时间t 作为控制器输出变量, 则:
e=v f- v s
其中, v s—用户设定的挡风玻璃清晰度; v f—雨量传感器的输出信号; 需要注意, 当v f>v s 时, 表示降雨量不足以影响挡风玻璃的清晰度, 雨刮器无动作。
为了软件设计方便, 输入变量e、e i 取相同个数的模糊语言值, 本文取值如下:
{L M H}
其中, L—“低”; M—“中”, H—“高”, 对应的隶属度函数如图6 所示。
图 6 输入变量e、e i的隶属度函数
对于每次采样输入信号, 按照图6 所示隶属度函数进行模糊化, 可得到对应模糊语言值, 代入模糊规则库中, 即可找到适当控制规则并从线性后件中得到精确控制量t。
根据控制量的t 大小, 对PWM信号的占空比进行调节, 从而实现雨刮器摆动速度控制。
为了保证系统可靠运行, 控制器实时采集流过雨刮器电机的电流大小; 如果电流过大, 表示雨刮器在摆动过程中遇到了障碍, 如果继续摆动, 则可能因电流过大而导致雨刮器电机烧毁, 因此, 应立即停止雨刮器摆动, 通过设置控制量t=0, 即可实现对雨刮系统的保护。
4 结论与总结
针对现有雨刮控制系统的优缺点, 本文讨论了一种基于Takagi- Sugeno 模糊模型的自动雨刮控制系统。
该系统使用红外光发射和接收器来构成雨量传感器, 采用LIN 总线通讯接口与汽车中控单元连接; 通过构建基于Takagi- Sugemo 模糊模型的控制算法, 实现对雨刮器摆动速度的控制。
该模糊自动雨刮控制系统具有较高的控制精度, 良好的动态性能, 能有效保持挡风玻璃的清晰度, 满足汽车驾驶者的需求。
参考文献:
[1] Hsu B.S., Ling S.F. Windshield wiper system design [J]. International Journal Vehicle Design, 1990, 1.
[2] Levine, J. On the synchronization of a pair of independent windshield wiper [J]. IEEE Transitions on Control Systems Technology, 2004, 5.
[3] Song Dafeng, Li Jing, Ma Zhimin, etc. Application of CAN in vehicle traction control system. IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety, 2005.
[4] TAKAGI T, SUGENO M. Fuzzy identification of systems and its application to modeling and control [J]. IEEE Trans. Systems Man and Cybern, 1985,1.
[5] 王研博,杜坤梅,张洁. 基于单片机的自动感应式雨刮控制器设计与实现 [J]. 哈尔滨理工大学学报,2009:(14)159-164.
[6] 赵岩,张春晶基于模糊PID控制器的汽车雨刮系统的研究 [J]. 制造业自动化,2010:(32)179-188.
[7] 董辉,汽车用传感器 [M]. 北京:北京理工大学出版社,2005.。