【正文】 線圖圖45 θ的隸屬度曲線圖模糊化過程，本文采用MINMAX推理規(guī)則，即先對前件求最小值，視其為規(guī)則的真值加于后件；再按有關的規(guī)則求后件的最大值，確定最終模糊輸出量。θ為車輪的轉向角，dθ為車輪轉向角在瞬間的微小變化。ctg=cty（π6）+cty（π6）（π6）+（π6）+…… （45）將式(45)簡化： ctg= （46）將式(46)代入(4)中，得到式(47)。 SIMULINK仿真及參數的調整MATLAB提供的SIMULINK是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包，它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)。模糊控制不需對被控對象精確建模，對過程參數的變化不敏感，具有很強的魯棒性，它根據人們的經驗制定控制規(guī)則，得出控制決策表，然后求出控制量的大小。圖49 車輪轉角圖圖410 系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)圖由仿真結果可以得出，輸入階躍信號，系統(tǒng)輸出車輪轉角由左向38度左右至右向38度左右穩(wěn)定，車離障礙物的距離最終穩(wěn)定在O．35米左右，符合實際倒車的一般規(guī)律，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。最后對系統(tǒng)模糊控制模塊的試驗仿真進行驗證，得出本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可行性。不過目前市場上大多數倒車雷達都或多或少存在誤報警和不報警的情況，也就是倒車雷達的穩(wěn)定性問題，這是倒車雷達最關鍵的性能，探測雷達所用的超聲波技術是一種模擬技術，性能不穩(wěn)定的雷達會出現亂跳的現象。本文提出的倒車雷達設計方案硬件電路簡單，具有性能好、成本低的優(yōu)點，應該具有推廣應用的價值。同時感謝楊偉偉，安朝陽，董曉東，連國華，徐禮華彎慶賓等同學在學習與論文寫作上的幫助。楊老師敏銳的思維、淵博的知識、嚴謹的治學態(tài)度、求實的工作作風以及寬厚待人的處世態(tài)度都給我留下了深刻的印象，使我受益終生，在此向我的老師致以衷心的感謝和崇高的敬意。隨著中國經濟的持續(xù)增長和汽車價格的持續(xù)下降，越來越多的家庭擁有的汽車。實際要用的倒車雷達要在車后至少安裝兩對超聲波傳感器，以檢測到車后略寬于車的較大范圍的障礙物，左右距離的報警可以用不同頻率(聲調)區(qū)別，仍然分別用間歇嗚叫頻率報警提示距離。本章給出了汽車倒車雷達預警系統(tǒng)的模糊控制系統(tǒng)框圖，分析了系統(tǒng)模糊控制的結構，并對系統(tǒng)的流程圖進行了描述。圖48 在SIMULINK環(huán)境下建立的系統(tǒng)模糊控制結構框圖仿真運行后示波器示波器Scopel顯示經模糊控制輸出的車輪轉角圖，仿真結果如圖49。利用鼠標可直觀地“畫”出系統(tǒng)模型，然后直接進行仿真。 （48） （49）在汽車倒車中，由于車速很慢，所以轉動是以車身中部為軸的，可視dl的瞬間變化為0，所以d2dl傳遞函數可以如式(48)所示。ds可分解為沿x軸方向和沿Y軸方向，沿x軸方向的分量即為瞬時el(即d2．d1)的變化量de1，沿Y軸方向的分量即為瞬時e2(即d3)的變化量de2。模糊推理輸入輸出曲面圖如圖46所示：圖46模糊推理輸入輸出曲面圖模糊控制輸出為車輪轉角θ的變化率與車身位移的變化率成一定的關系，通過這種關系建立起輸出與輸入的數學模型。輸入量e1，e2的隸屬度曲線分別見圖4圖44。b）輸出變量口車輪轉向(θ)：右大(PB)、右小(RS)、停(ZE)、左小(Ls)、左大(LB)c)模糊控制規(guī)則及隸屬度函數模糊控制規(guī)則采用“IF…AND…THEN…”形式。汽車倒車完成主要有2個標志：其一看車是否在障礙物(車庫)中擺正，用車身是否和障礙物平行或車尾是否與障礙物平行來衡量；另一個標志是，車兩側和后尾距障礙物(車庫)距離是否足夠小，用車距障礙物的距離來衡量。(3)在SIMULINK環(huán)境下，可以組成更復雜的控制系統(tǒng)。MATLAB的模糊邏輯工具箱及S1MULINK有如下特點：(1)可靈活的設計出模糊控制器。在新的版本中也加入了對C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。本系統(tǒng)報警燈由單片機脈沖信號觸發(fā)，當測距距離小于0．6米時報警燈亮。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器：利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止，從而自激產生方波輸出的振蕩器。圖316顯示模塊電路電路圖本系統(tǒng)在輸出電路上加上蜂鳴器作為聲音報警，當距離小于O．35米時，蜂鳴器發(fā)出間隔頻率為IHZ的BiBi聲。最常見的顯示器可以使LED數碼管，設計簡單，易于安裝，成本只要幾元。電阻R1和R2是取樣電阻，調節(jié)電阻R2的阻值可以改變穩(wěn)壓電路的輸出直流電壓。317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。為了改善濾波電路的高頻抑制特性，一般在大電容器C1的旁邊再并聯一個高頻濾波性能良好的小電容C2。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。常用的集成穩(wěn)壓器件包括三端式固定穩(wěn)壓集成電路器件78XX和79XX系列和輸出可調的集成穩(wěn)壓電源電路LM319和LM317等。它的穩(wěn)定與否涉及到電路是否能穩(wěn)定工作。4個探頭檢測完成構成一個檢測周期。收發(fā)控制電路示意圖如下圖所示，控制電路選用CD4052多路選擇開關，AB為4種組合，一種組合對應一路探頭工作。如收發(fā)器的發(fā)射信號通過側面空間直接被收發(fā)器2接收，并被誤作為回波信號，產生錯誤測距。圖312PC機和單片機最簡單的連接是零調制三線經濟型。在PC機系統(tǒng)內都裝有異步通信適配器，利用它可以實現異步串行通信。能夠完成異步通信的硬件電路稱為UART，即通用異步接收器發(fā)送器；能夠完成同步通信的硬件電路稱為USRT；既能夠完成異步又能同步通信的硬件電路稱為USART。在計算機系統(tǒng)中，CPU和外部通信有兩種通信方式：并行通信和串行通信。圖311 單片機最小系統(tǒng)電路圖AT89S52單片機在高溫環(huán)境中穩(wěn)定性好。 AT89S52單片機最小系統(tǒng)設計AT89S52單片機最小系統(tǒng)由AT89S52單片機及其外圍電路組成，是整個超聲波測距儀的核心電路。DS18B20的供電方式有兩種：寄生供電和外部電源。表31 聲波與速度的關系溫度℃速度ms溫度℃速度ms溫度℃速度ms01734352118352193433632037433421385223935562340724346418254293372643102744358112845122934946133047143403148153249361163350通過超聲波的聲速與溫度的理論分析，設計溫度測量電路。事實上，我們身邊的空氣是不可能“標準”的，它的狀況與各種氣象要素的組合（也就是天氣的狀況）密不可分。超聲波的傳播速度一般來說只跟介質有關，相同的介質在不同的條件下傳播速度會有一些不同，比如溫度不同它的傳播速度也不相同，由于本設計中距離障礙物的距離很近，所以必須考慮到溫度對超聲波傳播速度的影響。采用集成電壓比較器LM393來實現這一功能，LM393的內部結構如圖：圖37 LM393的內部結構如圖在本文中只用一組比較器，另一組比較器的三個管腳必須接地，V接9V電壓，GND接地。由于超聲波回波信號具有頻率低、幅度小、易受干擾等特點，因此，本系統(tǒng)采用RC無源濾波方式，用于微弱回波信號的放大。如圖：圖36 運放構成接收電路圖電路由集成運放AA2構成二級放大電路，R、C為無源濾波網絡，二極管、R9為檢波網絡。圖34 CD4069芯片組成超聲波驅動電路因為超聲波測距只用于近距離，當距離較遠時，衰減較為嚴重，反射回來的信號相對也比較微弱。其電路圖如圖34所示：測距系統(tǒng)所用的超聲波探頭UCMT40KI在頻率40KHz，幅值9V(可調)的電壓驅動下，各種性能達到最佳，所以通過單片機AT89S52的P1．0管腳輸出脈沖信號給振蕩電路。V接地，V接9V電壓。為能夠接收遠距離的回波，所以要增加驅動電路來增大功率。電容器C放電所需的時間為t= RCln2= RC當放點結束時，T截止，V將通過R、R向電容器C充電，V由V3上升到2V3所需的時間為t=（R+ R）Cln2=（R+ R）C當V上升到2V3時，電路又翻轉為低電平。用555定時器組成的多諧振蕩器如圖所示。超聲波的傳播速度一般來說只跟介質有關，相同的介質在不同的條件下傳播速度會有一些不同，比如溫度不同它的傳播速度也不相同，由于本設計中距離障礙物的距離很近，所以必須考慮到溫度對超聲波傳播速度的影響。反射回的正弦波信號經過放大、濾波、整形后輸入單片機的INT0端，產生中斷。其硬件結構圖如圖31所示。3 系統(tǒng)硬件設計本章講述倒車雷達系統(tǒng)的各個模塊的設計和主要元器件的介紹。由于汽車工作環(huán)境的惡劣和各種干擾，選擇合適的傳感器和在車體安裝適當的位置是很重要的。4．傳感器表面附著異物。5．以上幾點簡單的說就是：角度、大小、表面材質和距離這些因素綜合起來，決定障礙物是否會被探測到。2．反射面的大小不同，也會影響反射波的強度。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。所以微控制器選用Atmel公司的AT89S52單片機的控制系統(tǒng)。理想的情況是讓超聲波垂直于入射面，可最大限度地接收反射回波以避免可能使超聲波電子倒車雷達失靈（進入超聲測距盲區(qū)）的情況出現。往返時間與氣體介質中的聲速相乘，就是聲波傳輸的距離。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內側。如超聲波傳感器，一個復合式振動器被靈活地固定在底座上。另一方面，當振動壓電陶瓷時，則會產生一個電荷。（3）靈敏度。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。構成晶片的材料可以有許多種。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在不透明的固體中，它可穿透幾十米的深