【正文】 形式?；谝陨咸攸c(diǎn)，本文采用MATLAB模糊邏輯工具箱設(shè)計(jì)模糊控制器。下面介紹具體的實(shí)現(xiàn)方法。汽車倒車完成主要有2個(gè)標(biāo)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(gè)標(biāo)志是，車兩側(cè)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(gè)輸入量作為模糊控制器輸入量，以情況一為例，兩個(gè)輸入量為：(1)d2d1 車身1，2點(diǎn)超聲波探頭測得的車身距障礙物值之差；(2)d3 用這兩個(gè)量來反映汽車與障礙物之間的方位關(guān)系。如圖41所示。d1d2d3圖41 倒車情況方位關(guān)系圖a）輸入變量ec2el=d2d1：正大(PB)、正小(PS)、零(zE)、負(fù)小(Ns)、負(fù)大(NP)e2=d3：很近(VN)、近(N)、較遠(yuǎn)(MF)、遠(yuǎn)(F)、很遠(yuǎn)(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(zhuǎn)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(shù)模糊控制規(guī)則采用“IF…AND…THEN…”形式。(1)隸屬度函數(shù)的建立取輸入el的論域?yàn)閧1，0，1}，輸入e2的論域?yàn)閧，l，2，4)，輸出口的論域?yàn)閧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(jìn)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(shù)，選用三角形(trimf隸屬度函數(shù)，并在Rules Edito窗口中輸入25條隸屬度函數(shù))。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(guān)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(diǎn)最多，所以本文選用中心平均解模糊器，它具有計(jì)算簡單，直觀合理的優(yōu)點(diǎn)。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(zhuǎn)角θ的變化率與車身位移的變化率成一定的關(guān)系，通過這種關(guān)系建立起輸出與輸入的數(shù)學(xué)模型。以汽車從左側(cè)入庫為例。θ為車輪的轉(zhuǎn)向角，dθ為車輪轉(zhuǎn)向角在瞬間的微小變化。R為汽車的轉(zhuǎn)向半徑，W為當(dāng)前時(shí)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(shí)el(即d2．d1)的變化量de1，沿Y軸方向的分量即為瞬時(shí)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(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角0，根據(jù)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(zhuǎn)角的變化率與車身位移的關(guān)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(jìn)行拉氏變換，并對兩階部分進(jìn)行省略，得到傳遞函數(shù)如式(48)。 （48） （49）在汽車倒車中，由于車速很慢，所以轉(zhuǎn)動(dòng)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(shù)可以如式(48)所示。同時(shí)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(shù)如式(48)和(49)所示。 SIMULINK仿真及參數(shù)的調(diào)整MATLAB提供的SIMULINK是一個(gè)用來對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)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(gè)子模型庫，每個(gè)子模型庫中又有多個(gè)功能模塊。利用鼠標(biāo)可直觀地“畫”出系統(tǒng)模型，然后直接進(jìn)行仿真。仿真時(shí)可選擇各種數(shù)值算法、仿真步長等重要參數(shù)，并可用模擬示波器將仿真結(jié)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(shù)的變化不敏感，具有很強(qiáng)的魯棒性，它根據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn)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(jié)構(gòu)框圖。圖48 在SIMULINK環(huán)境下建立的系統(tǒng)模糊控制結(jié)構(gòu)框圖仿真運(yùn)行后示波器示波器Scopel顯示經(jīng)模糊控制輸出的車輪轉(zhuǎn)角圖，仿真結(jié)果如圖49。Scope顯示倒車時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，如圖410所示。圖49 車輪轉(zhuǎn)角圖圖410 系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)圖由仿真結(jié)果可以得出，輸入階躍信號，系統(tǒng)輸出車輪轉(zhuǎn)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(shí)際倒車的一般規(guī)律，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。驗(yàn)證了本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)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(jù)，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?yán)走_(dá)預(yù)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(jié)構(gòu)，并對系統(tǒng)的流程圖進(jìn)行了描述。然后就系統(tǒng)模糊控制模塊的設(shè)計(jì)、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(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后對系統(tǒng)模糊控制模塊的試驗(yàn)仿真進(jìn)行驗(yàn)證，得出本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可行性。5 總結(jié)與展望本小型模擬系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，仿真證實(shí)其可行性和穩(wěn)定性。實(shí)際要用的倒車?yán)走_(dá)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(bào)警可以用不同頻率(聲調(diào))區(qū)別，仍然分別用間歇嗚叫頻率報(bào)警提示距離。系統(tǒng)由于采用了單片機(jī)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(shù)倒車?yán)走_(dá)都或多或少存在誤報(bào)警和不報(bào)警的情況，也就是倒車?yán)走_(dá)的穩(wěn)定性問題，這是倒車?yán)走_(dá)最關(guān)鍵的性能，探測雷達(dá)所用的超聲波技術(shù)是一種模擬技術(shù)，性能不穩(wěn)定的雷達(dá)會(huì)出現(xiàn)亂跳的現(xiàn)象。另外，目前倒車?yán)走_(dá)報(bào)警后，是采取駕駛員制動(dòng)的方法，而非自動(dòng)剎車，也是怕誤報(bào)警后的自動(dòng)剎車帶來負(fù)面影響，因此下一步的工作會(huì)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(dá)所探測到的不同情況，以作出盡可能正確的反應(yīng)，最大限度避免誤報(bào)警的負(fù)面影響。隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和汽車價(jià)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(shí)，由于倒車而產(chǎn)生的問題也日益突出。本文提出的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)方案硬件電路簡單，具有性能好、成本低的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。致 謝本論文是在指導(dǎo)老師楊金顯副教授的親切關(guān)懷和嚴(yán)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(dǎo)。楊老師敏銳的思維、淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)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(xué)院的各位老師在我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)期間，在學(xué)習(xí)和生活方面給予的幫助。同時(shí)感謝楊偉偉，安朝陽，董曉東，連國華，徐禮華彎慶賓等同學(xué)在學(xué)習(xí)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(xiàn)[1]王兆安，（第四版）.西安交通大學(xué)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(shù)應(yīng)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(shí)現(xiàn)方法．微型機(jī)與應(yīng)用，2002[9]亢海偉，楊慶芬，．自動(dòng)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(yīng)用．汽車電器．2003[11]李哲英，[12] Gueuning,Mihai Varlan,Christion ,etal. 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