汽车智能雨刷模糊控制系统设计

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。汽车智能雨刷模糊控制系统设计　　摘要：雨刷器是汽车电子产品中重要的安全部件之一。借助模糊控制理论，提出了一种基于模糊控制模块的汽车智能雨刷系统设计方案。该系统通过红外式雨量检测装置检测出车外雨量大小，雨量信息经过信号转换传送到雨刷控制器，不需要驾驶员的操作，自动运用模糊控制算法和脉冲宽度调制技术调节雨刷器的速度，以保证挡风玻璃的清晰度。实验结果表明

2、，所设计的智能雨刷模糊控制系统很好地达到了设计要求，性能稳定可靠且反应灵敏。　　关键词：雨刷器；模糊控制；红外式雨量检测装置；PWM　　DOIDOI：/　　中图分类号：TP319　　文献标识码：A文章编号：1672--0113-03　　0引言为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后

3、，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　随着科技的快速发展，人们对汽车安全、舒适性等要求越来越高，故众多高技术含量的汽车电子产品应运而生，雨刷器也是其中一个关键产品。据统计，由于雨天驾驶员手动操作雨刷，其精力受到很大干扰，全世界雨天行车发生的事故率高达7%，因此雨刷在雨天行车安全中扮演着重要角色[1]。目前，在汽车上使用的雨刷器种类大致分为5种：普通雨刷器、无骨雨刷器、手动调节式雨刷器、随速感应式雨刷器、雨量感应式雨刷器等，其中雨量感应式雨刷能够自动感应出挡风玻璃上的雨量大小，不需

4、要驾驶员干预，可以自动处于工作状态，比较智能，极大地增加了行车安全。　　智能雨刷控制器由于成本高，一般只出现在高档车型上，普通车型不便于安装以及无法承受高端产品的价格，但随着技术的日益完善与成本的大幅度降低，智能雨刷控制器也在向普通车型方向普及，故智能雨刷必然是一种趋势[1]。近年来，国内外许多汽车企业、科研机构等研究以模糊控制理论为基础的智能雨刷系统，用以代替传统手动操作的机械雨刷系统。本文设计的汽车智能雨刷控制系统基于Simulink中的模糊控制模块，利用模糊逻辑控制理论，以电机的转速误差E和电机转速误差的变化率EC作

5、为输入量，以模糊控制器代替传统的PID调节器，具有很好的控制效果，可以有效地保持挡风玻璃的清晰度。　　1智能雨刷模糊控制系统设计　　工作原理为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　基于模糊控制的智能雨

6、刷控制系统的基本结构如图1所示，其主要由雨刷器机构、红外式雨量检测装置、模糊控制器、雨刷器电机、LIN总线等主要部件组成[2]。模糊控制器把来自红外式雨量检测装置通过红外线接收器与发射器传递的信息判断出雨量大小，继而将电机的转速误差E和电机转速误差的变化率EC作为输入，查找根据专家经验提前设定好的模糊决策表，输出脉冲宽度调制即PWM信号随时调节雨刷器电机的速度，清理挡风玻璃上的积水，为驾驶员提供良好的视野。　　雨刷系统流程　　设计的智能雨刷系统工作流程如图2所示。　　雨量检测装置　　传统机械雨刷一般分快慢两个速度档位以及复

7、位档位，雨天天气时，需要驾驶员自我感知车外雨量大小，然后手动选择高速档或者低速档。然而雨天行车路况较晴天路况更为复杂，如轮胎与路面之间的摩擦力减小、制动距离增加等，手动调节雨刷档位必然会影响驾驶员开车注意力，这可能会带来很大的危险。智能雨刷控制系统根据雨量检测装置自动检测雨量大小进而控制雨刷速度，不需要驾驶员手动操作，可以大大增加行车安全性。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活

8、。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　雨量检测装置安装在车内挡风玻璃上，由红外线光源发射器、玻璃棱镜和红外线光源接收器等主要部件组成。发射器以某一设定好的固定