【正文】 形式?；谝陨咸攸c，本文采用MATLAB模糊邏輯工具箱設計模糊控制器。下面介紹具體的實現方法。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。本文選用2個輸入量作為模糊控制器輸入量，以情況一為例，兩個輸入量為：(1)d2d1 車身1，2點超聲波探頭測得的車身距障礙物值之差；(2)d3 用這兩個量來反映汽車與障礙物之間的方位關系。如圖41所示。d1d2d3圖41 倒車情況方位關系圖a）輸入變量ec2el=d2d1：正大(PB)、正小(PS)、零(zE)、負小(Ns)、負大(NP)e2=d3：很近(VN)、近(N)、較遠(MF)、遠(F)、很遠(VF)其中d1，d2分別為超聲波探測頭測得的車身距離障礙物的距離值。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。(1)隸屬度函數的建立取輸入el的論域為{1，0，1}，輸入e2的論域為{，l，2，4)，輸出口的論域為{40，．20，0，20，40)共可建立25條模糊控制規(guī)則。在MATLAB中鍵入命令FUZZY，進入模糊邏輯編輯窗口FIS Editor如圖42所示。建立el，e2及θ的隸屬度函數，選用三角形(trimf隸屬度函數，并在Rules Edito窗口中輸入25條隸屬度函數)。輸入量e1，e2的隸屬度曲線分別見圖4圖44。輸出量θ的隸屬度曲線見圖45。圖42模糊邏輯編輯窗口圖圖43 e1的隸屬度曲線圖圖44 e2的隸屬度曲線圖圖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。在解模糊方法中，有重心解模糊器和中心平均解模糊器兩種，以中心平均解模糊器優(yōu)點最多，所以本文選用中心平均解模糊器，它具有計算簡單，直觀合理的優(yōu)點。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。以汽車從左側入庫為例。θ為車輪的轉向角，dθ為車輪轉向角在瞬間的微小變化。R為汽車的轉向半徑，W為當前時刻車身的擺角，ds為瞬間汽車向后倒的微小位移量。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。由圖47可得：ds=dRR=Lcty sin=e1/L （L為車輪距） （41） 由圖47得到： de1=dssin （42） de2=dscos （43）將式(41)代入式(42) 得到： de1=e1ctgd （44）本例中，汽車轉向輪的轉向角0，根據泰勒中值定理，將ctg在π/6處展開。ctg=cty（π/6）+cty（π/6）（π/6）+（π/6）+…… （45）θd2dsdθ圖47車輪轉角的變化率與車身位移的關系圖將式(45)簡化： ctg= （46）將式(46)代入(4)中，得到式(47)。 del=el(—4)d （47）將式(47)等式兩端進行拉氏變換，并對兩階部分進行省略，得到傳遞函數如式(48)。 （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。同時在倒車過程中d3的變化率略微大于d2的變化率，為了簡化仿真模型，其傳遞函數如式(48)和(49)所示。 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)。SIMULINK包含多個子模型庫，每個子模型庫中又有多個功能模塊。利用鼠標可直觀地“畫”出系統(tǒng)模型，然后直接進行仿真。仿真時可選擇各種數值算法、仿真步長等重要參數，并可用模擬示波器將仿真結果予以顯示，直觀高效。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。如圖48所示為在SIMULINK環(huán)境下建立的系統(tǒng)模糊控制結構框圖。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。Scope顯示倒車時系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，如圖410所示。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。驗證了本系統(tǒng)所設計的可行性，該系統(tǒng)能給駕駛者提供可較為可靠的倒車依據，此操作指令能夠幫助駕駛者將車倒入車庫。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。然后就系統(tǒng)模糊控制模塊的設計、模糊規(guī)則表的制定和在模糊控制過程中選用了中心平均解模糊方法進行了詳細的闡述。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。5 總結與展望本小型模擬系統(tǒng)基本達到了預期的目標，仿真證實其可行性和穩(wěn)定性。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。系統(tǒng)由于采用了單片機AT89S52，充分利用了其豐富的片上資源使得系統(tǒng)功能豐富，使用的外圍芯片減少，提高了系統(tǒng)可靠性。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。另外，目前倒車雷達報警后，是采取駕駛員制動的方法，而非自動剎車，也是怕誤報警后的自動剎車帶來負面影響，因此下一步的工作會放在怎樣通過收集不同的探測信號建立信息庫，來正確判斷雷達所探測到的不同情況，以作出盡可能正確的反應，最大限度避免誤報警的負面影響。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。在享受汽車給我們帶來的便利的同時，由于倒車而產生的問題也日益突出。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。致 謝本論文是在指導老師楊金顯副教授的親切關懷和嚴格要求下完成的，在論文完成的全過程都伴隨著楊老師的悉心指導。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。感謝電氣學院的各位老師在我大學四年的學習期間，在學習和生活方面給予的幫助。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。感謝我的父母，他們默默的支持和理解是我的論文得以順利完成的重要力量，在此一并致謝!最后，向所有參加評閱論文的專家、教授、老師們表示誠摯的謝意!參考文獻[1]王兆安，（第四版）.西安交通大學出版社，2000[2]楊凌霄，2004[3]康華光，陳大欽，（第五版）.高等教育出版社，2006[4]，2003[5]丁鎮(zhèn)生,傳感器及傳感技術應用(第1版).北京電子工業(yè)出版社，1998[6]王振紅，2008[7]，2008[8]呂治國，周文武．基于MATLAB的模糊推理系統(tǒng)實現方法．微型機與應用，2002[9]亢海偉，楊慶芬，．自動化與儀器儀表．2000[10]董子和，李永輝．超聲波測距系統(tǒng)的建立及其在汽車防撞系統(tǒng)的應用．汽車電器．2003[11]李哲英，[12] Gueuning,Mihai Varlan,Christion ,etal. Accuratedistance measurement by an autonomous ultrasonic system bining timeofflight and phaseshift Transaction on Imstrumenmtion and Measurement,2002[13], Distance Measuremm by all Autonomous SupersonicSystem Combining TimeofFlight and PhaseShift Methods[J]．IEEE Transactions onInstrumentation and Measurement．US,2007[14]許天增,．廈門大學學報．2001[15] 翁黎朗，楊遼．超聲波換能器驅動和接收電路的研究．集美大學學報自然科學版，1998[16] 蘇麟祥．[17]吳妍，袁佑新．可視倒車雷達預警系統(tǒng)設計．微計算機信息，2007[18]鍛九州．，2002[19]李文玉，李玉玲．淺談LM317應用與保護．電子制作，2003[20]姚中，虞給揚．濾波電感在電源抗干擾中的應用．電源技術應用，1999[21]孟立凡，鄭賓，．華北工學院學報，2001[22]胡萍．，2003[23]周偉,曾利華,. 計算機測量與控制，2004[24]李雙科,. 蘭州石化職業(yè)技術學院學報,2005[25]郝建國，鄭燕．單片機在電子電路設計中的應用．清華大學出版社，2005[26]何立民．，1990[27]百度百科，附錄：