【正文】 MATLAB模糊邏輯工具箱設(shè)計(jì)模糊控制器。這種程序一般包括兩個(gè)部分，一個(gè)是計(jì)算機(jī)離線計(jì)算查詢表的程序，屬于模糊矩陣運(yùn)算。為了準(zhǔn)確建立系統(tǒng)模型和進(jìn)行仿真分析，在Matlab中提供了系統(tǒng)模型圖形輸入與仿真工具——Simulink。用模糊控制器取代PID控制器可以提高控制精度，具有良好的動(dòng)態(tài)性能。void t1 (void)。 /調(diào)用雨量多少子程序t1()。 /允許外部中斷1中斷EA=1； /CPU開放中斷count=0。TR1=1。}else Maichong=00HMaichong=P0。 /聲明延時(shí)函數(shù)void dianji(void)。shijiancha()。}else if(SA0==1or SA2==1){P0=12H。TL0=0xff。}void timer1(void)interrupt 0 using 1{unsigned char tmp1,tmp2。tmp4=TL1。 }if(e(k)25ms){e(k)=25ms。}else if (e(k)0amp。amp。ec(k)=16){Ec(k)[1]=1。}while(E(k)[6]=1) /查表{ if(Ec(4)=1) {U=3。}else if(Ec(1)=1) {U=1。}else if(Ec(3)=1) {U=2。}else if(Ec(0)=1) {U=3。}else if(Ec(2)=1) {U=2。}else if(SA0==1or SA2==1){P0=12H。整個(gè)設(shè)計(jì)中都傾注了王老師大量的心血，對(duì)我的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)方案的決定、構(gòu)思都給予了重要的指導(dǎo)，使得我少走了不少彎路，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能按時(shí)、順利的完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活的實(shí)踐和總結(jié)。 delay(pwm1*50)。}}while(E(k)[0]=1){ if(Ec(4)=1) {U=0。}else if(Ec(2)=1) {U=1。}else if(Ec(0)=1) {U=2。}else if(Ec(3)=1) {U=2。amp。}else if (ec(k)0amp。e(k)0){E(k)[4]=1。amp。k++) { e(k)=timer1(k)timer2(k)。}void timer2(void)interrupt 1 using 1{unsigned char tmp3,tmp4。TR0=1。P0=00H；delay(20)。i0。main{P1=P0。sbit pwm2=。amp。count ++。ET1=1。 /調(diào)用定時(shí)子程序while(precount!=0){Yudi()。關(guān)于紅外雨滴傳感器及模糊控制器的設(shè)計(jì)，還有一些特殊情況未在本文所研究之內(nèi)，仍有待進(jìn)一步研究。： 模糊控制系統(tǒng)仿真結(jié)果為比較智能雨刮系統(tǒng)的模糊控制仿真結(jié)果和PID控制仿真結(jié)果，可以看出模糊控制器具有調(diào)節(jié)速度快，超調(diào)量小等特點(diǎn)。但由于控制器本身沒有積分環(huán)節(jié)，消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的性能比較差，尤其在變量分級(jí)不夠多的情況下，還可能會(huì)在平衡點(diǎn)附件產(chǎn)生小幅震蕩。這樣模糊控制器就做好了，,。MATLAB，取自矩陣(Matrix)和實(shí)驗(yàn)室(Laboratory)兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母，意即“矩陣實(shí)驗(yàn)室”。相反的如果EC為NS,說明誤差有減小的趨勢,所以無需加太大的控制量U,可以設(shè)置為PM。1． 確定輸入變量和輸出變量本設(shè)計(jì)中選擇兩電極復(fù)位端的時(shí)間偏差E及偏差變化為輸入變量，PWM脈寬調(diào)制信號(hào)占空比增量U為輸出量。因此，模糊控制設(shè)計(jì)的核心是模糊控制器的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的雨刮器大多是機(jī)械連桿結(jié)構(gòu)的，當(dāng)下雨時(shí)，駕駛員需要手動(dòng)操作雨刮器來掃除風(fēng)擋玻璃上的雨滴，由此增加了雨天行車的危險(xiǎn)性。操作人員恰恰是利用了人腦的特點(diǎn)，通過對(duì)外界事物進(jìn)行識(shí)別與判決，使看來不經(jīng)意的模糊手動(dòng)操作，達(dá)到精確控制的目的?，F(xiàn)代控制理論為控制復(fù)雜系統(tǒng)提供了新的思路。只要按一定規(guī)律，改變通斷電時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長短。這種形式的控制器稱為自調(diào)整比例因子模糊控制器。Kec選擇越大系統(tǒng)超調(diào)越小，但系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢。設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器除了要有一個(gè)好的模糊控制規(guī)則外，合理的選擇模糊控制器輸入變量的量化因子和輸出控制量的比例因子也是非常重要的。即把等級(jí)細(xì)分，可以提高控制精度，但這受到計(jì)算機(jī)字長的限制，另外也要增大計(jì)算量。這個(gè)判別方法簡單易行，實(shí)時(shí)性也好，但它概括的信息量少，因?yàn)樗耆豢紤]其余一切從屬程度較小的點(diǎn)的情況。要建立模糊控制器的控制規(guī)則，就是要利用語言來歸納手動(dòng)控制過程中所使用的控制策略。 多維模糊控制器因此本設(shè)計(jì)采用二維模糊控制器，把兩個(gè)電機(jī)復(fù)位的時(shí)間差及偏差變化作為輸入量，pwm的變化量作為輸出量，進(jìn)行控制。由于這種控制器的輸入就是一個(gè)量即誤差，因此系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制性能不佳。7．計(jì)算機(jī)執(zhí)行完1~6步驟后，即完成了對(duì)被控對(duì)象的一步控制，然后等到下一次A/D采樣，再進(jìn)行第二步控制，這樣循環(huán)下去，就完成了對(duì)被控對(duì)象的控制。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。實(shí)際上，模糊控制器的作用與其他控制器的作用相同，如在經(jīng)典控制理論中，有PID控制器、有串、并聯(lián)校正器。不同的隸屬函數(shù)所描述的模糊集合也不同。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。其基本思想是在被控對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)上，用機(jī)器去模擬人對(duì)系統(tǒng)控制的一種方法。模糊控制較大規(guī)模的研究是從1980年開始的。： 汽車智能雨刮器的主程序流程圖設(shè)計(jì)在汽車智能雨刮系統(tǒng)中，有許多非線性因素都會(huì)對(duì)雨刮同步造成影響。同理可分析，此時(shí)v2和v3是關(guān)斷的。： 三態(tài)門的功能表輸 入輸 出AY00001110高阻態(tài)11高阻態(tài)，在三態(tài)使能端的控制下，輸出端Y有三種可能出現(xiàn)的狀態(tài)，高阻態(tài)、關(guān)態(tài)（高電平）、開態(tài)（低電平）。訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，用ALE信號(hào)下降沿鎖存從P0口輸出的第八位地址信息A7～A0，以便隨后將P0作為數(shù)據(jù)總線使用。T0()：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的外部輸入端。T2（）：定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)輸入端或定時(shí)器T2的時(shí)鐘輸出端。輸出端連接Q7就可以對(duì)輸入端1腳的信號(hào)進(jìn)行136128分頻。，低通濾波器的通帶截止頻率為f，即該低通濾波器只允許ff的信號(hào)通過；而高通濾波器的通帶截止頻率為f，即它只允許ff的信號(hào)通過。 555定時(shí)器原理圖 接收模塊接收模塊是由一個(gè)紅外接收管、帶通濾波器、分頻器及51單片機(jī)組成。 由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器發(fā)射器的核心是振蕩器,多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，該電路在接通電源后無需外接觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波。而電機(jī)部分的主要芯片是四總線緩沖門74LS125。 紅外雨滴傳感器的原理本設(shè)計(jì)中的雨滴傳感器選用紅外雨滴傳感器，屬于光量變化原理雨滴傳感器的一種。： 靜電電容原理的雨滴傳感器靜電電容表示因電極之間的物質(zhì)不同(在雨滴傳感器中為“空氣”和“水”)能儲(chǔ)存電荷量的能力。整個(gè)系統(tǒng)80c51單片機(jī)來控制，給出了硬件和軟件設(shè)計(jì)。我們根據(jù)把雨滴傳感器放在汽車內(nèi)部的需要，利用光量變化的原理，研制出了一種新型紅外線汽車雨滴傳感器。在對(duì)于汽車雨刮器的研究上，智能雨滴傳感器自然成了智能刮水器系統(tǒng)的重要組成部分。第一個(gè)發(fā)明電動(dòng)刮水器的是德國博世公司，博世將它作為“博世最年幼的產(chǎn)品”加入到博世的產(chǎn)品家族。當(dāng)下雨時(shí)，該雨刮器系統(tǒng)可以通過紅外雨滴傳感器感知雨量大小，分辨出是大雨還是小雨,使雨刮器自動(dòng)工作在高速或低速狀態(tài)，能夠取代傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的雨刮器。該系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速偏差和轉(zhuǎn)速偏差變化量模糊化為模糊控制器的輸入語言變量，根據(jù)所制定的一套模糊控制規(guī)則來選擇控制PWM的輸出語言變量，并以此通過脈寬調(diào)制技術(shù)來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，使兩個(gè)雨刮同步擺動(dòng)。汽車從只有平添駕駛發(fā)展到成為全天候的駕駛。采用雨滴感應(yīng)式自動(dòng)雨刷控制系統(tǒng)可以使駕駛員免除手動(dòng)操作雨刷的麻煩，有效地提高了雨天行車的安全性。汽車工業(yè)在其發(fā)展過程中所日益顯示的對(duì)于高新技術(shù)的可容性和電子化趨勢，使得模糊技術(shù)頗受各國汽車公司和廠商的重視，并由此掀起了一股模糊技術(shù)用于汽車的熱潮。第二章 智能雨刮器的原理及種類現(xiàn)在開發(fā)的雨滴檢測雨刮器，將雨滴傳感器檢出的雨量變成電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)的大小，控制刮雨器動(dòng)作。利用靜電容的變化，改變振蕩電路的振蕩頻率，從而控制雨刮器的動(dòng)作。（玻璃空氣）之間。 發(fā)射管發(fā)射管采用西門子公司出產(chǎn)的SFH421作為光源，實(shí)物圖如圖210所示。當(dāng)v降到v時(shí)，觸發(fā)器又被置位，v翻轉(zhuǎn)為高電平。SFH320是NPN型硅光電三極管。 帶通濾波器原理示意圖 帶通濾波器的典型電路為了估算方便起見，設(shè)R=2R，R=R，此時(shí)可求得帶通濾波器的電壓放大倍數(shù)為： 式() 式() 式() 式() 式()本設(shè)計(jì)中選取中心頻率為38kHz，帶寬為100Hz，所以Q為380，選取C，再求R 。把雨滴傳感器單片機(jī)的定時(shí)時(shí)間選為60ms，則最多可以測出20個(gè)脈沖，用60ms中脈沖的數(shù)量來確定雨量的多少：小于3個(gè)脈沖視為無雨，沒有啟動(dòng)雨刮器的必要；3~12個(gè)脈沖為小雨，雨刮器此時(shí)工作在慢速檔；12~20個(gè)脈沖為大雨，雨刮器工作在高速檔；大于20個(gè)脈沖無法檢測到，也視為無雨對(duì)待。在讀寫外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出高八位地址A15～A8。()：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。在復(fù)位期間CPU檢測并鎖存其引腳電平狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該引腳為高電平時(shí)，從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器取指令，只有當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址編碼范圍時(shí)，才能到外部ROM中取指令；當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，一律從外部程序存儲(chǔ)器中取指令。 雨滴傳感器的硬件設(shè)計(jì)雨滴傳感器部分，由555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器對(duì)紅外發(fā)射管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，再由接收管接收，這樣就構(gòu)成一個(gè)光電傳感器。SA0為電機(jī)左到位開關(guān)，當(dāng)SA1置一，則輸出正向代碼；SA1為電機(jī)右到位開關(guān)，當(dāng)SA1置一，則輸出反向代碼[7]。： 智能雨刮器主程序流程圖第六章 基于模糊控制的智能雨刮控制系統(tǒng) 模糊控制簡介 幾十年來，控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。之后，模糊控制在許多國家如美國、西歐、中國、東南亞引起了廣泛的重視，并受到國際控制理論學(xué)術(shù)界的關(guān)注。它可用來描述模糊現(xiàn)象，而模糊集合的邊界是模糊的，允許論域中的某些元素部分屬于該集合，只要規(guī)定該元素屬于這個(gè)集合的程度即可。 隸屬度函數(shù)及其確定普通集合用特征函數(shù)來表示，模糊集合用隸屬函數(shù)來表示。盡管我們所面對(duì)的對(duì)象不同，且在選擇隸屬函數(shù)時(shí)帶有很大的主觀性，但是，仍有一些基本的原則可遵循。模糊控制器的實(shí)現(xiàn)可由模糊控制通用芯片實(shí)現(xiàn)或由計(jì)算機(jī)(或微處理機(jī))的程序來實(shí)現(xiàn)，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的具體過程如下[10]：1．求系統(tǒng)給定值與反饋值的誤差e。它是模糊控制器的核心，是專家的知識(shí)或現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗(yàn)的一種體現(xiàn)，即控制中所需要的策略。因?yàn)槟：刂破鞯目刂埔?guī)則多半是總結(jié)專家或操作人員的經(jīng)驗(yàn)而得來的，所以在確定輸入量、輸出量時(shí)，要充分考慮到專家或現(xiàn)場有經(jīng)驗(yàn)的操作人員他們?cè)诳刂茣r(shí)主要觀察了哪些量，即以哪些量的變化作為控制依據(jù)，又通過哪些量輸出到被控對(duì)象。目前，這種模糊控制器的結(jié)構(gòu)較常用。在計(jì)算機(jī)中算出的控制量均為精確量，須經(jīng)過模糊量化處理，變?yōu)槟：?，以便?shí)現(xiàn)模糊控制算法。其中A表示誤差e的對(duì)應(yīng)誤差語言變量E的語言值，如PB、PM、PS、0、NS、NM、NB中的一個(gè)值。例如：若C=，則應(yīng)取u=2．取中位數(shù)法。為了進(jìn)行模糊化處理，必須將輸入變量從基本論域轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的模糊集論域中，這中間須將輸入變量乘以相應(yīng)的量化因子。