【正文】 （2）接地線盡量加粗。接地是抑制干擾的重要方法，如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)使用可解決大部分干擾問(wèn)題。F的電容。安裝去耦電容需要注意以下幾點(diǎn)：（1）在印刷電路板的電源輸入端跨接100181。印刷電路板是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中器件、信號(hào)線、電源線的高密度集合體，印刷電路板設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大，故印刷電路板的設(shè)計(jì)絕不單是器件、線路的簡(jiǎn)單布局安排，還必須符合抗干擾的設(shè)計(jì)原則。表42 矩陣式模糊控制表EUEC432101234454321000134332100112333201112122220112302111122231111013233210001433430001243444011234445 本章小結(jié)本章主要討論了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和控制算法，根據(jù)各個(gè)部分控制功能的要求，制訂了主程序流程圖、中斷程序流程圖、模擬信號(hào)采集流程圖、按鍵掃描流程圖、按鍵處理子程序流程圖和模糊控制查表子程序流程圖，并編輯了主程序和監(jiān)控程序，然后簡(jiǎn)單介紹了模糊控制算法，模糊控制系統(tǒng)的基本原理，模糊控制的特點(diǎn)及其模糊控制在客車空調(diào)系統(tǒng)上的應(yīng)用。以誤差為負(fù)大時(shí)，誤差變化為負(fù)大為例，這時(shí)誤差有增大的趨勢(shì)，為盡快消除已有的負(fù)大誤差并抑制誤差變大，所以控制量取負(fù)大，即使風(fēng)門開(kāi)度達(dá)到最小，減少通過(guò)加熱器的風(fēng)量。所說(shuō)偏差為給定值與本次采樣值之差，偏差變化率為本次偏差值和上次偏差值之差。如果檔級(jí)過(guò)多，則語(yǔ)言變量過(guò)細(xì)，關(guān)系矩陣過(guò)大，占用內(nèi)存太多。溫度偏差為設(shè)定溫度值和實(shí)際溫度值之差。輸入變盤為溫度偏差e和偏差變化率，輸出變量為控制量。從理論上講，模糊控制器的維數(shù)越高，即輸入變量個(gè)數(shù)越多，控制越精細(xì)。該系統(tǒng)尤其適用于非線性，時(shí)變，滯后系統(tǒng)的控制。因?yàn)槟：刂撇挥媒?shù)學(xué)模型，模糊控制獲得巨大成功的主要原因在于它具有如下一些突出特點(diǎn)：1. 適用于不易獲得精確數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象，其結(jié)構(gòu)參數(shù)不很清楚或難以求得，只根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的輸入輸出結(jié)果數(shù)據(jù)，參考現(xiàn)場(chǎng)操作人員的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，就可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。位數(shù)法是全面考慮模糊量各部分信息作用的一種方法。對(duì)模糊量進(jìn)行處理，求取一個(gè)能恰當(dāng)?shù)姆从衬：康木_值的過(guò)程稱為精確化。模糊規(guī)則生成一般有四種方法：（1）根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)或過(guò)程控制知識(shí)生成控制規(guī)則；（2）根據(jù)過(guò)程的模糊模型生成控制規(guī)則；（3） 根據(jù)對(duì)手動(dòng)控制操作的系統(tǒng)觀察和測(cè)量生成控制規(guī)則；（4） 根據(jù)學(xué)習(xí)算法生成控制規(guī)則。將變量的實(shí)際變化范圍化分成若干等級(jí)，這些等級(jí)的全體成為變量的論域。 圖49 模糊控制系統(tǒng)原理示意圖從圖中可以看出，它和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有多大區(qū)別，只是用模糊控制器取代傳統(tǒng)的數(shù)字控制器。 模糊控制系統(tǒng)基本原理 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，有經(jīng)驗(yàn)的操作人員，雖然不懂被控對(duì)象或被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，卻能憑借經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的決策，很好的完成控制過(guò)程。由于人體舒適感的模糊性和客車空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性，人們難于建立關(guān)于客車空調(diào)自動(dòng)控制的控制目標(biāo)和控制對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型。圖48 模糊控制查表子程序 模糊控制算法在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著汽車工業(yè)和微電子技術(shù)的發(fā)展，客車空調(diào)的應(yīng)用已越來(lái)越普及；同時(shí)，人們對(duì)客車空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)的性能要求也越來(lái)越高。 通電時(shí)間102030405060斷電時(shí)間50403020100鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制由定時(shí)器1中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)，如圖47所示。實(shí)際做法是:改變繼電器的開(kāi)關(guān)時(shí)間來(lái)改變鼓風(fēng)機(jī)的電壓接通和斷開(kāi)時(shí)間，即改變單位時(shí)間內(nèi)繼電器的接通和斷開(kāi)的時(shí)間，從而改變了鼓風(fēng)機(jī)的通電電壓，改變了鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量。（2）調(diào)寬調(diào)頻法：t2時(shí)間不變，通過(guò)改變t1的時(shí)間來(lái)改變占空比，從而改變了周期T。本控制系統(tǒng)中，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的控制是采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)的方法來(lái)控制它的速度的。S6是壓縮機(jī)按鍵，控制壓縮機(jī)的啟停。S2是溫度加1鍵。如圖44所示。為了消除干擾，對(duì)采集來(lái)的溫度，濕度，二氧化碳濃度信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，具體做法如下：對(duì)每個(gè)通道連續(xù)采集三次，對(duì)三次轉(zhuǎn)換結(jié)果求其平均值，即得到系統(tǒng)模擬量信號(hào)值。定時(shí)器T0中斷程序如圖42所示。很容易找到出錯(cuò)的模塊，大大簡(jiǎn)化了調(diào)試。，修改硬件和軟件，使系統(tǒng)更完善，更可靠。8. 燒入程序，現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行。對(duì)于PIC16F877單片機(jī)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有自開(kāi)發(fā)的功能，需要使用仿真器，在仿真器上以單步、斷點(diǎn)、連續(xù)方式試運(yùn)行程序，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，排除程序中的錯(cuò)誤，直至正確為止。4. 確定數(shù)據(jù)格式。根據(jù)問(wèn)題的要求和指令系統(tǒng)的特點(diǎn)，決定系統(tǒng)程序算法。做到這一點(diǎn)往往需要使用高級(jí)語(yǔ)言，采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，也可以采取這樣的策略提高系統(tǒng)的性能。同時(shí)，很多時(shí)候軟件可以替代硬件的功能，當(dāng)然，需要付出額外占用CPU時(shí)間的代價(jià)。對(duì)遙控器面板功能和鍵盤電路原理以及系統(tǒng)電源進(jìn)行了分析。主芯片的40腳輸出壓縮機(jī)啟動(dòng)控制信號(hào)，送入2003的1腳，經(jīng)反相后，輸出低電平，使繼電器線圈通電吸合，壓縮機(jī)啟動(dòng)。而驅(qū)動(dòng)電路是將主芯片輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大，控制負(fù)載工作，一般驅(qū)動(dòng)電路包括IC2（2003）功率放大器、繼電器及由相關(guān)元件組成的末級(jí)推動(dòng)電路。并且使電機(jī)具有位置反饋的功能。該電機(jī)內(nèi)部裝有一個(gè)高性能的導(dǎo)電塑料精密旋轉(zhuǎn)電位器，可以向控制器反饋風(fēng)門擋板的位置。圖39 按鍵電路圖 復(fù)位電路主芯片CPU的1腳為復(fù)位電平檢測(cè)腳，低電平使復(fù)位有效。除此之外，模塊還提供畫面清除、游標(biāo)顯示/隱藏、游標(biāo)歸位、顯示打開(kāi)/關(guān)閉、顯示字符閃爍、游標(biāo)移位、顯示移位、垂直畫面旋轉(zhuǎn)、反白顯示、液晶睡眠喚醒和關(guān)閉/顯示等操作指令。該模塊具有2Mb的中文字型CGROM，同時(shí)具有16Kb的16* 8點(diǎn)陣的ASCII字符庫(kù)。電路開(kāi)始工作后，電源通過(guò)R向C充電，電容兩端電壓逐漸升高，所以在遙控器正常工作時(shí)，復(fù)位端電壓為高電壓（）。復(fù)位是在遙控器通電后讓單片機(jī)進(jìn)入初始狀態(tài)。定時(shí)器能向鍵盤電路輸出定時(shí)掃描脈沖，在定時(shí)掃描脈沖作用下，鍵盤輸出電路能產(chǎn)生數(shù)種相位不同的掃描電路。整個(gè)面板設(shè)計(jì)小巧、結(jié)構(gòu)緊湊，而且便于安裝、使用。往往人機(jī)界面的優(yōu)劣程度關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能和水平。8%，否則應(yīng)更換傳感器。主要元器件的作用：TT2開(kāi)路或短路會(huì)造成輸入到CPU的4腳的電壓不正常。用示波器測(cè)量主芯片的13腳可以看到8MHz的正弦波。一般可采用晶振穩(wěn)頻。由于單片機(jī)PIC16F877內(nèi)部集成了計(jì)算機(jī)的基本功能部件，已具備了很強(qiáng)的功能，基本滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需，同時(shí)軟件優(yōu)化的計(jì)算方法，減少了對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量的要求，所計(jì)算的數(shù)據(jù)相對(duì)較少，另外，本控制系統(tǒng)所需要處理的事件不多，加之采用模塊化編程思想，故本系統(tǒng)沒(méi)有擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器，減少了外圍擴(kuò)展器件，有利于提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，減少了控制器的體積，有利于整個(gè)控制器的設(shè)計(jì)和安裝，提高了產(chǎn)品的靈活性。具有掉電復(fù)位檢測(cè)電路。具有捕捉、比較、PWM模式低功耗、高速CMOS技術(shù)；全靜態(tài)設(shè)計(jì)；最大有3688字節(jié)的RAM；精簡(jiǎn)指令集，僅35條單字節(jié)指令； 單片機(jī)的選擇及特點(diǎn)隨著單片機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，單片機(jī)的種類越來(lái)越多，一種微控制器的選擇需要從多個(gè)方面考慮，首先，必須根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，在滿足功能要求的前提下，優(yōu)化系統(tǒng)的構(gòu)成；其次，要想使用某種微控制器設(shè)計(jì)好一個(gè)系統(tǒng)，必須對(duì)這種微控制器本身及其系統(tǒng)比較熟悉；最后，開(kāi)發(fā)設(shè)備和產(chǎn)品的供貨渠道以及成本要求也確定能否采用某種產(chǎn)品。圖 31 硬件功能模塊框圖圖中已基本包含智能儀表硬件系統(tǒng)所有的功能模塊，如多通道信號(hào)采集模塊、多通道I/O 測(cè)控模塊、人機(jī)接口模塊、電源控制模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和程序存儲(chǔ)模塊等。本章首先介紹了車載空調(diào)的基本工作原理，然后介紹了車載空調(diào)的組成和結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)說(shuō)明了空調(diào)系統(tǒng)在不同工況下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，并對(duì)汽車車廂的熱力學(xué)和空調(diào)制冷加熱原理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上為客車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際開(kāi)發(fā)做好了準(zhǔn)備。（5） 在冬天和雨天，除去玻璃上的結(jié)霜和凝霧，以保證駕駛員的安全操作和乘員的視線清晰。（4）通過(guò)控制加濕器和混合風(fēng)門的開(kāi)度將汽車內(nèi)空氣的相對(duì)濕度控制在合適的范圍，一般夏天是55%～70%，冬天是60%～75%。 （2）根據(jù)車內(nèi)外的溫度高低，自動(dòng)切斷壓縮機(jī)工作，從而達(dá)到調(diào)節(jié)控制車內(nèi)溫度的目的。鼓風(fēng)機(jī)也由直流電機(jī)控制。 本系統(tǒng)對(duì)原來(lái)的空調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，在原來(lái)的客車空調(diào)系統(tǒng)中，空氣進(jìn)口段，空氣混合段以及空氣分配段這三部分的控制是通過(guò)鋼絲繩或真空裝置與汽車儀表盤相連接的，這種控制方法參數(shù)不能預(yù)定，需人工操作，因而控溫精度較差。通過(guò)上面介紹的車載空調(diào)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，結(jié)合對(duì)前面的空調(diào)的配氣系統(tǒng)的了解，可以看出，不論是對(duì)哪種形式的客車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，主要就是控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，比如風(fēng)門擋板，壓縮機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)以及加濕閥，空氣凈化器等，從而達(dá)到控制車內(nèi)空氣的溫度，濕度和二氧化碳濃度以及合適的送風(fēng)量的目的。對(duì)空氣側(cè)的控制有：控制空氣進(jìn)口風(fēng)門（內(nèi)/外循環(huán)風(fēng)門）的開(kāi)度以及空氣凈化器的開(kāi)關(guān)，改善空氣的清潔度；控制加熱器旁通風(fēng)門（混合風(fēng)門）的開(kāi)度，調(diào)節(jié)出風(fēng)溫度；控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)出風(fēng)速度；控制吹頭吹腳風(fēng)門（送風(fēng)方式風(fēng)門）的開(kāi)度，調(diào)節(jié)出風(fēng)角度，滿足吹頭、吹腳、除霧除霜；需要加濕的時(shí)候打開(kāi)加濕閥的開(kāi)關(guān)，需要減濕的時(shí)候改變混合風(fēng)門的開(kāi)度，調(diào)節(jié)空氣的相對(duì)濕度等要求。本課題就是研究和開(kāi)發(fā)汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制器，使空調(diào)能夠進(jìn)行溫度、濕度和清潔度的控制，滿足乘客的需要，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境。(60) （24）其中，一經(jīng)行加熱處理空氣的比例，理想情況下正比與混合風(fēng)門開(kāi)，所以，可以得到空調(diào)處理過(guò)程溫度關(guān)系為: =所以空調(diào)系統(tǒng)對(duì)空氣的熱處理可以分析為將一定量的理想空氣根據(jù)不同的比例分別經(jīng)過(guò)與制冷蒸發(fā)器和暖風(fēng)散熱器的熱交換后再次混合。%，對(duì)人體無(wú)害。這時(shí)空氣所具有的含濕量稱為該溫度下濕空氣的飽和含濕量。一般有絕對(duì)濕度，含濕量和相對(duì)濕度三種表示方法，這里只介紹后兩種。4. 與空調(diào)控制相關(guān)的空氣參數(shù) 車載空調(diào)的主要控制對(duì)象是車內(nèi)的空氣，為此必須首先了解空氣的性質(zhì)，然后才能控制客車空調(diào)中的各種問(wèn)題。圖24 客車空調(diào)配氣系統(tǒng)1風(fēng)機(jī) 2蒸發(fā)器 3加熱器 4腳部吹風(fēng)口 5面部吹風(fēng)口 6除霜風(fēng)口7加熱器旁通風(fēng)門 8空氣進(jìn)口風(fēng)門擋板 9制冷系統(tǒng)進(jìn)液出氣管 10水閥調(diào)節(jié)進(jìn)出水管空氣進(jìn)口段的風(fēng)門擋板主要控制新風(fēng)和車內(nèi)回風(fēng)的比例，當(dāng)夏季室外氣溫較高，冬季室外氣溫較低的情況下，盡量開(kāi)小風(fēng)門，使壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間減少。第二部分為空氣混合段，主要由加熱器和蒸發(fā)器組成，用來(lái)提供所需溫度的空氣；第三部分為空氣分配段，使空氣吹向面部，腳部和玻璃上。（2）冬季取暖。2. 空調(diào)系統(tǒng)的采暖裝置 車載空調(diào)的取暖系統(tǒng)分為余熱式取暖系統(tǒng)和獨(dú)立式熱源取暖系統(tǒng)，獨(dú)立的熱源取暖系統(tǒng)又分為獨(dú)立熱源氣暖裝置和獨(dú)立熱源水暖裝置兩種。氣化后的制冷劑蒸汽，由壓縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮，又變成高溫高壓的制冷劑氣體，通過(guò)高壓軟管壓入汽車空調(diào)的冷凝器中，完成了汽車空調(diào)的一個(gè)制冷循環(huán)。圖23 蒸汽壓縮式制冷原理圖1壓縮機(jī) 2排氣管 3冷凝器 4風(fēng)扇 7高壓液管 6干燥貯液器8膨脹閥 9低壓液管 10蒸發(fā)器 11鼓風(fēng)機(jī) 12感溫包 13吸氣管 空氣壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。風(fēng)向風(fēng)門可以控制空調(diào)出風(fēng)口的出風(fēng)方式，也就是控制經(jīng)過(guò)處理的空氣從除霜風(fēng)口、下吹風(fēng)口和前吹風(fēng)口吹出。壓縮機(jī)電磁閥吸合后，壓縮機(jī)開(kāi)始工作，蒸發(fā)器就能從流過(guò)的空氣中吸取熱量，從而使空氣降溫。鼓風(fēng)機(jī)由鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電路控制，其作用是推動(dòng)空氣在空調(diào)風(fēng)道里流動(dòng)，在冷暖合一型空調(diào)中，它同時(shí)也起了是制冷蒸發(fā)器風(fēng)扇和暖風(fēng)散熱器風(fēng)扇的作用。所以，當(dāng)空調(diào)要進(jìn)行加熱時(shí)，必須開(kāi)啟暖水閥。所以，當(dāng)空調(diào)要進(jìn)行制冷時(shí)，必須開(kāi)啟壓縮機(jī)使制冷劑循環(huán)，從而降低車內(nèi)溫度。由于制冷劑在管內(nèi)氣化時(shí)的溫度低于管外空氣的溫度，因此能自動(dòng)地吸取蒸發(fā)器周圍空氣中的熱量，使蒸發(fā)器周圍空氣的溫度降低，產(chǎn)生冷效應(yīng)。如圖21為汽車空調(diào)制冷循環(huán)圖。：由于車內(nèi)空間小，乘員密度大，車內(nèi)極易出現(xiàn)缺氧和二氧化碳濃度過(guò)高的情況，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的一氧化碳和道路上的粉塵，野外有毒的花粉都容易進(jìn)入車內(nèi)，造成車內(nèi)空氣污濁，影響乘員的身體健康，因此必須要求汽車空調(diào)具有補(bǔ)充車外新鮮空氣，過(guò)濾和凈化車內(nèi)空氣的功能。它通過(guò)制冷裝置冷卻降溫去除空氣中的水分，再由采暖裝置升溫以降低空氣的相對(duì)濕度，但在汽車上目前還沒(méi)有安裝加濕裝置，只能通過(guò)開(kāi)車窗或通風(fēng)設(shè)施，靠車外新風(fēng)來(lái)調(diào)節(jié)。主要技術(shù)參數(shù)：1. 蒸發(fā)機(jī)和冷凝機(jī)工作電壓DC24V，功耗200W，額定風(fēng)量分別為1000/h和2100/h；2. 熔斷器額定電流值12A；3. ，系統(tǒng)報(bào)警；，進(jìn)入工作狀態(tài)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、加濕器、空氣凈化器及其操縱機(jī)構(gòu)組成。系統(tǒng)由主控制單元和輸入輸出控制單元及外圍電路組成，并具有過(guò)/欠壓，離合器轉(zhuǎn)速高/低保護(hù)功能。現(xiàn)在國(guó)外的模糊控制理論研究基本上在每個(gè)領(lǐng)域上都取得了成功，其中包括工業(yè)溫度控制，大型空調(diào)系統(tǒng)控制和電冰箱溫度控制等。 日本豐田某型轎車自動(dòng)空調(diào)監(jiān)測(cè)車內(nèi)外溫度、蒸發(fā)器溫度、冷卻水水箱溫度以及陽(yáng)光輻射強(qiáng)度、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等參量，通過(guò)控制壓縮機(jī)磁吸、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度混合風(fēng)門、內(nèi)外流循環(huán)風(fēng)門和模式風(fēng)門的伺服電機(jī)，