【正文】 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(cè)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(cè)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(cè)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(jiǎn)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(guó)家如美國(guó)、西歐、中國(guó)、東南亞引起了廣泛的重視，并受到國(guó)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(chǎng)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(chǎng)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。合理的確定量化因子和比例因子要考慮所采用的計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)，還要考慮計(jì)算機(jī)的輸入輸出接口中D/A和A/D轉(zhuǎn)換的精度及變化的范圍。輸出比例因子Ku作為模糊控制器的總的增量，它的大小影響著控制器的輸出，也影響著模糊控制系統(tǒng)的特性。如：由交流電源供電,使用晶閘管進(jìn)行相控調(diào)壓；使用硅整流器將交流電整流成直流或由蓄電池等直流電源供電，再由PWM斬波器進(jìn)行斬波調(diào)壓等。PWM又被成為“開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。 脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)原理圖 電機(jī)同步設(shè)計(jì)中選擇模糊控制的原因在古典控制理論中，應(yīng)用最成功的是比例積分微分(PID)控制。 一個(gè)控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)鍵在于它能否對(duì)被控對(duì)象提供精確的控制。2．對(duì)被控對(duì)象特性參數(shù)的變化具有較強(qiáng)的魯棒性。傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)已經(jīng)比較成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用很廣泛，但也存在一些不足。我們用單片機(jī)來控制整個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)80C51的INT1口檢測(cè)到紅外線雨滴傳感器的信號(hào)時(shí)，即有雨滴落在風(fēng)擋玻璃上，按脈沖個(gè)數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速的分配，兩個(gè)雨刮就分別左右擺動(dòng)。輸出變量PWM占空比增量δ在其論域上定義7個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語言變量為負(fù)大(NB)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NS)、零(O)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)，其隸屬度函數(shù)為三角形。通常情況下，模糊控制器一旦完成，語言規(guī)則和模糊推理就確定了。在MATLAB中鍵入命令FUZZY，進(jìn)入模糊邏輯編輯窗口FIS Editor，在輸入e、ec，和輸出u圖標(biāo)上雙擊，可以對(duì)輸入和輸出的隸屬函數(shù)進(jìn)行編輯，如：論域范圍、隸屬函數(shù)條數(shù)、隸屬函數(shù)形狀等。另一個(gè)是計(jì)算機(jī)在模糊控制過程中在線計(jì)算輸入變量（誤差、誤差變化），并將他們模糊化處理，查找查詢表后再做輸出處理的程序。通常的工業(yè)過程可以等效成二階系統(tǒng)，為了不失一般性，我們?nèi)∽鳛橹悄苡旯纹飨到y(tǒng)的模型[1]。 PID控制系統(tǒng)模型 PID控制系統(tǒng)仿真結(jié)果總結(jié)該雨滴傳感器安裝在風(fēng)擋玻璃上駕駛室一側(cè)，通過改變雨量的大小，能使雨刮器自動(dòng)工作在低速檔或高速檔。 /t1定時(shí)子函數(shù)void int1(void) interrupt1。}}void t1 (void)。}void int1(void) interrupt1。}void Yudi(void)。}第二片用于電機(jī)控制的單片機(jī)程序：include include float pwmcycle, pwmcycle1,pwmcycle2。void timer1(void)interrupt 0 using 1。tongbu()。} pwmcycle=40%delay(20)。TH1=0xff。do{tmp1=TH0。timer2=256*tmp3+tmp4。}else if(e(k)25ms){e(k)=25ms。amp。e(k)8ms){E(k)[5]=1。}else if(ec(k)==0){Ec(k)[2]=1。}else if(Ec(3)=1) {U=2。}else if(Ec(0)=1) {U=0。}else if(Ec(2)=1) {U=0。}}while(E(k)[1]=1){ if(Ec(4)=1) {U=0。}else if(Ec(1)=1) {U=2。delay(pwm1*50)。同時(shí)還要感謝幫助過我的同學(xué)們，謝謝你們?cè)谠O(shè)計(jì)中給我的支持與動(dòng)力。這將是我在今后工作學(xué)習(xí)中的一筆寶貴財(cái)富。}if(SA1==1 or SA3==1) {P0=09H。}else if(Ec(0)=1) {U=3。}else if(Ec(3)=1) {U=0。}else if(Ec(1)=1) {U=0。}}while(E(k)[5]=1){ if(Ec(4)=1) {U=3。}else if(ec(k)=30amp。ec(k)=30) /時(shí)間誤差變化置位規(guī)則{Ec(k)[0]=1。amp。}else if (e(k)8msamp。for(k=0。TL0=0。ET1=1。} pwmcycle=60%delay(30)。while(m)for(i=125。void gengxin(void)。sbit pwm2=。 else if (precount=12amp。while (int1==0)。TR1=1； /啟動(dòng)T1IT1=1； /設(shè)置INTR1中斷方式為邊沿觸發(fā)方式，負(fù)跳變時(shí)產(chǎn)生中斷EA=1。main(){ t1()。本文所研究的紅外雨滴傳感器及智能雨刮系統(tǒng)，由于成本低廉，性能穩(wěn)定，可靠性高，易于在大客車和低檔轎車上普及應(yīng)用，有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。取Kp=，Ki=1，Kd=。模糊控制是智能控制的一個(gè)重要分支，與常規(guī)PD控制相比具有無需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，對(duì)被控對(duì)象的時(shí)滯、非線性和時(shí)變性具有一定的適應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)噪聲也具有較強(qiáng)的抑制能力。然后在Rules Editor窗口中輸入控制雨刮同步的35條模糊控制規(guī)則。雨刮器從一端擺到另一端需要半個(gè)周期，為25ms，所以誤差范圍最大為[25，25]ms，誤差變化的最大范圍是[50，50]ms，Pwm增量范圍是[%,%],所以說明此量化因子和比例因子選擇恰當(dāng)，可以完全反應(yīng)本設(shè)計(jì)的控制規(guī)律。如果此時(shí)EC為值時(shí),則說明誤差較大且還有加大的趨勢(shì),則應(yīng)該設(shè)置控制量U為PB。雨刮每運(yùn)行一個(gè)周期檢測(cè)一次，哪個(gè)先到復(fù)位位置就對(duì)哪個(gè)斬波，直到兩個(gè)雨刮無論在低速狀態(tài)還是高速狀態(tài)，都達(dá)到同步擺動(dòng)。模糊控制對(duì)那些難以獲得數(shù)學(xué)模型或模型非常粗糙的工業(yè)系統(tǒng)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。6．控制效果好，且所需設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益顯著。對(duì)于上述難以控制的工業(yè)生產(chǎn)過程，有時(shí)一個(gè)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的操作人員，手動(dòng)操作效果卻很好。但是當(dāng)被控對(duì)象比較復(fù)雜時(shí)，便難以取得滿意的控制效果。電機(jī)斷電時(shí)，速度逐漸減小。其方法是通過改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值（即占空比）來控制電機(jī)速度。對(duì)于比較復(fù)雜的被控過程，有時(shí)采用一組固定的量化因子和比例因子難以收到預(yù)期的控制效果，可以在控制過程中采用改變量化因子和比例因子的方法，來調(diào)整整個(gè)控制過程中不同階段上的控制特性，使其對(duì)復(fù)雜過程控制收到良好的控制效果。這一點(diǎn)也不難理解，因?yàn)閺睦碚撋现v，Ke增大，相當(dāng)于縮小了誤差的基本論域，增大了誤差量的控制作用，雖然能使上升時(shí)間變短，但由于超調(diào)過大，使得系統(tǒng)的過渡過程變長(zhǎng)。設(shè)控制量所取的模糊子集論域?yàn)椋簕h,h+1, …,0,…h(huán)1,h},輸出控制量的比例因子由下式確定，即: Ku=y/h 式()由于控制量的基本論域?yàn)橐贿B續(xù)的實(shí)際域，所以，從控制量的模糊集論域到基本論域的變換，可以用下式計(jì)算，即：y=Ku*h 式()式中h為控制量模糊集論域中的任一元素或?yàn)榭刂屏康哪：袥Q得到的確切控制量，y為控制量基本論域中的一個(gè)精確量，Ku為比例因子。在理論上講，增加論域中的元素個(gè)數(shù)。若對(duì)應(yīng)的模糊決策的模糊集為c，則決策(所確定的精確量)u應(yīng)滿足：∈U。它利用模糊集合理論將手動(dòng)控制策略上升為具體的數(shù)值運(yùn)算，根據(jù)推理運(yùn)算的結(jié)果做出相應(yīng)的控制動(dòng)作，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制被控對(duì)象的運(yùn)行。這也是三維或多維模糊控制器的應(yīng)用“瓶頸”。根據(jù)模糊控制器輸入量的個(gè)數(shù)可做如下分類：1．，它常用于一階被控對(duì)象。為了對(duì)被控對(duì)象施加精確的控制，必須將模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確量u，即逆模糊化。3．輸入量的模糊化。根據(jù)被控對(duì)象的不同，以及對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性要求的不同，模糊控制器的規(guī)則也有所不同，即模糊控制算法各異。(2)隸屬函數(shù)完全刻化了模糊集合，隸屬函數(shù)是模糊數(shù)學(xué)的基本概念。模糊集A就是以這個(gè)隸屬函數(shù)為特征的集合。但從廣義上可將它定義為：“模糊控制指的是以模糊集合理論、模糊語言變量及模糊推理為基礎(chǔ)的一類計(jì)算機(jī)數(shù)字控制方法”或者定義為“基于模糊集合理論、模糊邏輯，并同傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合，模擬人的思維方式，對(duì)難以建立數(shù)學(xué)模型的對(duì)象實(shí)施的一種控制方法”。在以后的二十多年中，模糊控制在控制領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，也越來越受到人們的重視。通過改變單片機(jī)輸出PWM脈寬信號(hào)的占空比，來控制直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，從而改變雨刮電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[8]。同理，74LS125中的三態(tài)門4輸出為高電平，因此光電隔離器LEI發(fā)光并導(dǎo)通，因而使v4導(dǎo)通。： 74ls125引腳圖三態(tài)輸出門（簡(jiǎn)稱三態(tài)門）的電路結(jié)構(gòu)是在普通門電路的基礎(chǔ)上附加控制電路構(gòu)成的。ALE：第八位地址鎖存信號(hào)。()：外部中斷1輸入端。、：除了作為一般I/O引腳使用外，還具有第二輸入/輸出功能。根據(jù)與A、的關(guān)系，集成運(yùn)放兩輸入端外接電阻的對(duì)稱條件，可得： 1+ 解得：R=,R= 分頻器CD4024分頻器CD4024是由7級(jí)主從觸發(fā)器構(gòu)成的二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻器。將低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)起來，即可獲得帶通濾波電路。本設(shè)計(jì)中采用的是恒流源技術(shù)。工作在38 kHz的頻率下，采用這種方式可以減少發(fā)射電路的功耗。： 第三章 智能雨刮器的硬件組成及其芯片介紹該雨刮器的雨滴傳感器部分主要由發(fā)射模塊和接收模塊兩大模塊組成。所以采用第三種方法，利用光強(qiáng)變化來實(shí)現(xiàn)的雨滴傳感器。該電壓波形的積分值(斜線部分的面積)與某一定值的速度對(duì)應(yīng)，這樣就可控制刮雨器運(yùn)動(dòng)的速度。用模糊控制器來取代傳統(tǒng)的PID控制器，可以更好的控制雨刮片的同步。2．目前，雨滴傳感器主要由三種原理構(gòu)成：利用壓電振子的傳感器、利用靜電電容的傳感器和利用光量變化的傳感器。目前傳感器在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。雨刮器屬汽車附件，是汽車安全行駛的重要部件，用于消除擋風(fēng)玻璃、后窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪、灰塵和水泥等，以保證玻璃透明清晰。本文分析了三種雨滴傳感器的組成原理，基于光強(qiáng)變化的原理設(shè)計(jì)了一種新型的汽車紅外線雨滴傳感