【正文】 22 8 附圖（表） ………………………………………………………… 23 3 1 緒論 隨著社會的不斷發(fā)展，在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)不斷變化的時代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，已不再是單純某一門學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，而是各門相關(guān)學(xué)科、多種先進(jìn)技術(shù)的互相滲透和相輔相成的結(jié)果。 機(jī)電一體化技術(shù) 就是這樣的一種新技術(shù)，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的綜合技術(shù)。其實(shí)質(zhì)是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用過程控制原理，將機(jī)械、電子與信息、檢測等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)整體最佳化。 機(jī)電一體化技術(shù)從根本上改變了工業(yè)生產(chǎn)的面貌。在現(xiàn)代各種工業(yè)生產(chǎn)中，微機(jī)作為機(jī)電一體化技術(shù)的大腦，取代了常規(guī)的控制系統(tǒng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)是其主體和軀干，各種儀器、儀表、傳感器是其感官，它們感受各種信號的變化，并反饋到大腦 (微機(jī) )中，各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是它的手足，用以完成生產(chǎn)加工所必需的動作。 一個完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般包括微機(jī)、傳感器 、動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分。 機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)是在微型計算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動傳遞，物質(zhì)運(yùn)動，能量變換進(jìn)行研究，使得整個系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電 子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能 4 復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。 機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)中的運(yùn)用使機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡化 ，并逐步取代了過去傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制電路，對于繼電器、接觸器控制電路，其復(fù)雜程度隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的增多，以及調(diào)整部位的增加而加大，使得機(jī)器也越來越復(fù)雜，給制造、調(diào)整、使用和維修均帶來不便。而機(jī)電一體化，可用微機(jī)、傳感技術(shù)、新型傳動技術(shù)取代笨重的電氣控制柜和驅(qū)動裝置，使零部件數(shù)量劇減，結(jié)構(gòu)大為簡化，體積也隨之縮小。 智能雨刷系統(tǒng)是機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上的綜合運(yùn)用。 雨刷系統(tǒng)是汽車的重要安全設(shè)備之一。在傳統(tǒng)機(jī)械雨刷系統(tǒng)中，駕駛者手動控制雨刷器速度轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過改變雨刷器擺動速度，以求快速清除附著在擋風(fēng)玻璃上的雨水；然而，手動切換雨刷器轉(zhuǎn)換開關(guān)，必然影響行車注意力，造成不必要的危險，據(jù)統(tǒng)計，全世界雨天行車有 7％的事故是由于駕駛員手動操作雨刷系統(tǒng)引起的。 針對機(jī)械雨刷系統(tǒng)的缺點(diǎn)，工程技術(shù)人員提出了自動雨刷系統(tǒng)。在自動雨刷系統(tǒng)中，控制器通過雨量傳感器檢測降雨量大小，進(jìn)而控制雨刷器擺動速度。自動雨刷系統(tǒng)在使用 過程中不需要駕駛員干預(yù)，可自動保持擋風(fēng)玻璃清晰，增加了行車安全；但是，對于這種自動雨刷系統(tǒng)來說，擋風(fēng)玻璃是否清晰的判定完全由雨刷系統(tǒng)生產(chǎn)廠家確定，駕駛者不能根據(jù)自身需要進(jìn)行改變；沒有考慮與汽車中控制單元的接口，不符合現(xiàn)代汽車采用 CAN、 LIN 總線式車身通訊系統(tǒng)的發(fā)展趨勢；擋風(fēng)玻璃上附著有較大的固體物時，由于缺少適當(dāng)系統(tǒng)保護(hù)措施，可能因用力刮除該固體物而引起雨刷系統(tǒng)的損壞；另外，除了機(jī)械部件外，現(xiàn)有自動雨刷控制系統(tǒng)的核心電子控制模塊多數(shù)依賴進(jìn)口，與我國汽車工業(yè)倡導(dǎo)的汽車電子零部件國產(chǎn)化的發(fā)展趨勢不符。 基于 上述考慮，本文提出一種基于模糊模型的改進(jìn)自動雨刷控制系。該系統(tǒng)使用紅外光發(fā)射和接收器來構(gòu)成雨量傳感器，采用 LIN總 5 線與汽車中控單元接收口，來自汽車中控單元的用戶輸入信息和來自雨量傳感器的檢測信號作為系統(tǒng)輸入，通過構(gòu)建模糊控制計算法，實(shí)現(xiàn)對雨刷器擺動速度的控制。 2 簡介 汽車智能雨刷的說明： 該設(shè)計為汽車智能雨刷，其主要功能是擋風(fēng)玻璃在雨天、霧天或模糊時，雨刷能夠自動清理擋風(fēng)玻璃上的雨露、雜物等，能夠使擋風(fēng)玻璃清潔、干凈、透明度好。 智能雨刷不僅能提高駕駛安全系數(shù)，而且使駕駛充滿樂趣 。 本產(chǎn)品是機(jī)電一 體化技術(shù)在生活、生產(chǎn)中的有效利用。本產(chǎn)品將機(jī)、電、有效的結(jié)合在一起，通過控制，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 本產(chǎn)品不僅結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，而且成本較低，容易進(jìn)行操作控制。實(shí)現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，因而大大的減少了手工勞作，不僅有效的提高了工作質(zhì)量，而且大大的提高了工作的生產(chǎn)效率。 汽車智能雨刷的內(nèi)容： 該智能雨刷主要有以下幾個部分組成： 雨刷清潔器的基本功能：該 擋風(fēng)玻璃在雨天、霧天或模糊時，雨刷能夠自動清理擋風(fēng)玻璃上的雨露、雜物等， 采用體積小、移動方便的臺式結(jié)構(gòu)，有利于提高工作效率； 雨量傳感器 的基本功能：雨量傳感器用來檢測擋風(fēng)玻璃上是否有雨水。根據(jù)雨量傳感器輸出信號。 6 直流電動機(jī)的基本功能：直流電動機(jī)是機(jī)械能和直流電能互相轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置。作電動機(jī)時，將直流電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 電氣控制部分：是該產(chǎn)品的核心，是各個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通過信號的傳遞和傳輸實(shí)現(xiàn)工作的自動進(jìn)行。 它 是該產(chǎn)品的核心，是各個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通過信號輸入和輸出實(shí)現(xiàn)工作的自動進(jìn)行。 其中每一個工作單元都可以自成一個 獨(dú)立的系統(tǒng)，同時也都是一個機(jī)電一體化的系統(tǒng)，各個單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上都是電執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 ..7 轎車風(fēng)窗刮水與清洗系統(tǒng)。 其中 [ 刮水器開關(guān) ] 分五個檔位： （ 1） 關(guān)閉檔 （ 2）間歇檔（ 3）低檔（ 4）高檔（ 5）自動檔 A: 低檔 、高檔、關(guān)閉檔： 可采用手動控制 .調(diào)到相應(yīng)的檔位，通過中央處理器中的線路聯(lián)系給予相應(yīng)的檔位變換。 B: 間歇控制檔：在毛毛雨時，雨量稀少，如果刮水器仍按原來樣子不斷的工作，不僅會引起刮片震動，而且會損壞玻璃。其工作開關(guān)點(diǎn)火 減荷繼電器 刮水繼電器 中央線路板 洗滌器電動機(jī) 刮水器與洗滌器開關(guān) 刮水器電動機(jī) 7 方式也是利用電子間歇刮水器實(shí)現(xiàn)動作。分為可調(diào)式和不可調(diào)式。例：可采用無穩(wěn)態(tài)方波發(fā)生器控制的間歇刮水器。 C:自動檔：所謂自動檔，就是指雨刷的擺動速度會隨雨量的大小進(jìn)行相應(yīng)的變化，即雨量的大小會影響光電強(qiáng)度，從而通過中央處理器來改變雨刷的動作快慢 智能雨刷的研究目的 智能雨刷控制系統(tǒng)綜合應(yīng)用到多種技術(shù)知識，如：技術(shù)、機(jī)傳感器應(yīng)用技術(shù)、 PLC控制技術(shù)等。通過該系統(tǒng)，可以模擬一個與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，以便于更清晰、更明了的讓工作人員熟悉其工作原理，并通過此項(xiàng)設(shè)計熟練的掌握各項(xiàng)技術(shù)。 智 能雨刷的組成部分： 該說明書主要包括以下幾個部分： Ⅰ、 智能雨刷工作循環(huán)流程 Ⅱ、 智能雨刷電氣設(shè)備清單 Ⅲ、 部分電器元件 Ⅳ、 可編程序控制器 對上述幾部分內(nèi)容將一一介紹如下 3 控制系統(tǒng) 智能雨刷工作循環(huán)流 程 基于模糊模型的自動雨刷控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 1