專利名稱：基于模糊控制的智能雨刷控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車雨刷系統(tǒng)，尤其是一種智能雨刷控制器。
背景技術(shù)：
雨刷系統(tǒng)是汽車的重要系統(tǒng)之一，傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械雨刷系統(tǒng)在使用過程中，會(huì)分 散駕駛員的注意力。在雨雪天氣，成為發(fā)生交通事故的重要隱患。在智能雨刷系統(tǒng)中，控制器通過雨量傳感器檢測(cè)雨量大小，進(jìn)而控制雨刷的擺動(dòng) 速度。智能雨刷使用過程中，無需駕駛者干預(yù)，可自動(dòng)保持擋風(fēng)玻璃清晰，增加了行車安全 性。系統(tǒng)采用模糊控制，傳統(tǒng)的PID控制雖然性能可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是無法克服負(fù)載參數(shù) 大范圍變化和非線性因素對(duì)系統(tǒng)造成的影響。隨著模糊控制理論的完善和模糊控制技術(shù)的 成熟，模糊控制器也得到了實(shí)際應(yīng)用，它無需建立精確地?cái)?shù)學(xué)模型，而是由人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和 思維進(jìn)行推理。因此模糊控制技術(shù)對(duì)于難以獲得數(shù)學(xué)模型和模型粗糙的系統(tǒng)有獨(dú)特的控制 優(yōu)勢(shì)?；谀：刂萍夹g(shù)的智能雨刷系統(tǒng)其核心是設(shè)計(jì)模糊控制器的設(shè)計(jì)，用模糊控制 器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器，可以較好的對(duì)雨量傳感器的非線性信號(hào)進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種基于模糊控制的智能雨刷控制器，用模糊控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 PID控制器，對(duì)雨量傳感器的非線性信號(hào)進(jìn)行處理，克服負(fù)載參數(shù)大范圍變化和非線性因素 對(duì)系統(tǒng)造成的影響。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于模糊控制的智能雨刷控制 器，包括雨量傳感器，F(xiàn)330控制器，其特點(diǎn)是F330控制器設(shè)計(jì)為模糊控制器，雨量傳感器 將檢測(cè)擋風(fēng)玻璃上有無雨滴及雨量的大小的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換后輸入模糊控制器，模糊控 制器根據(jù)該信號(hào)判斷當(dāng)前雨量大小，并結(jié)合來自LIN總線用戶設(shè)定信息，輸出脈寬調(diào)制信 號(hào)(PWM)來控制雨刷器電機(jī)的擺動(dòng)速度，驅(qū)動(dòng)雨刷器機(jī)構(gòu)掃除擋風(fēng)玻璃上的雨水。雨量傳感器由玻璃棱鏡、紅外線光源發(fā)射器和紅外線光源接收器組成，玻璃棱鏡 包括發(fā)射端和接收端在不同光軸上的第一至第四透鏡鏡面和第一，二反射壁，第一至第四 探測(cè)面，擋風(fēng)玻璃，內(nèi)表面，外殼，電路板；發(fā)射端由發(fā)光二極管構(gòu)成，接收端由光敏二 極管構(gòu)成.兩者被集成在電路基板上，發(fā)射端的發(fā)光二極管發(fā)出的入射光通過發(fā)射端第一 透鏡鏡面和第二透鏡鏡面被轉(zhuǎn)換為平行光，經(jīng)第一透鏡鏡面轉(zhuǎn)換的平行入射光以45°入射 角被第一反射壁反射，透過透明連接物質(zhì)以45°角被擋風(fēng)玻璃11上的第一探測(cè)面反射到 接收端第三透鏡鏡面，第三透鏡鏡面將光束聚至接收端的焦光敏元件；經(jīng)第二透鏡鏡面轉(zhuǎn) 換的平行光束，透過透明連接物，以45°角入射至擋風(fēng)玻璃11的第二探測(cè)面，經(jīng)第二探測(cè) 面反射后，平行光束以45°的入射角經(jīng)第二反射壁反射到達(dá)接收端的第四透鏡鏡面，第四 透鏡鏡面同樣將平行光束聚焦至接收端的焦光敏元件；在擋風(fēng)玻璃的表面形成四個(gè)對(duì)雨滴 檢測(cè)的探測(cè)面。
一種基于模糊控制的智能雨刷控制器的設(shè)計(jì)方法，其步驟是 1.計(jì)算擋風(fēng)玻璃由清晰到模糊的電壓變化量
權(quán)利要求
1.一種基于模糊控制的智能雨刷控制器，包括雨量傳感器，F(xiàn)330控制器，其特征在于 所述F330控制器設(shè)計(jì)為模糊控制器，所述雨量傳感器將檢測(cè)擋風(fēng)玻璃上有無雨滴及雨量 的大小的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換后輸入模糊控制器，模糊控制器根據(jù)該信號(hào)判斷當(dāng)前雨量大 小，并結(jié)合來自LIN總線用戶設(shè)定信息，輸出脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)來控制雨刷器電機(jī)的擺 動(dòng)速度，驅(qū)動(dòng)雨刷器機(jī)構(gòu)掃除擋風(fēng)玻璃上的雨水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊控制的智能雨刷控制器，其特征在于；所述雨量 傳感器由玻璃棱鏡、紅外線光源發(fā)射器和紅外線光源接收器組成，玻璃棱鏡包括發(fā)射端 (7)和接收端(9)在不同光軸上的第一至第四透鏡鏡面(19，21，23，25)和第一，二反射壁 (27, 29),第一至第四探測(cè)面(33，35，37，39)，擋風(fēng)玻璃(11)，內(nèi)表面(13),外殼(3)，電 路板(31)；發(fā)射端(7)由發(fā)光二極管構(gòu)成，接收端(9)由光敏二極管構(gòu)成.兩者被集成在 電路基板上，發(fā)射端(7)的發(fā)光二極管發(fā)出的入射光通過發(fā)射端第一透鏡鏡面(19)和第二 透鏡鏡面(21)被轉(zhuǎn)換為平行光，經(jīng)第一透鏡鏡面(19)轉(zhuǎn)換的平行入射光以45°入射角被 第一反射壁927)反射，透過透明連接物質(zhì)(15)以45°角被擋風(fēng)玻璃(11)上的第一探測(cè)面 (33)反射到接收端第三透鏡鏡面(23)，第三透鏡鏡面(23)將光束聚至接收端(9)的焦光敏 元件；經(jīng)第二透鏡鏡面(21)轉(zhuǎn)換的平行光束，透過透明連接物915)，以45°角入射至擋風(fēng) 玻璃(11)的第二探測(cè)面(35)，經(jīng)第二探測(cè)面(35)反射后，平行光束以45°的入射角經(jīng)第二 反射壁(29)反射到達(dá)接收端99)的第四透鏡鏡面(25)，第四透鏡鏡面(25)同樣將平行光 束聚焦至接收端(9)的焦光敏元件；在擋風(fēng)玻璃的表面形成四個(gè)對(duì)雨滴檢測(cè)的探測(cè)面。
3.一種基于模糊控制的智能雨刷控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，其步驟是(1)計(jì)算擋風(fēng)玻璃由清晰到模糊的電壓變化量
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊控制的智能雨刷控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于， 所述設(shè)定控制規(guī)則首先設(shè)定ΔΧ和E的隸屬度函數(shù)，其次，根據(jù)ΔΧ和E隸屬度函數(shù)和模糊 控制器有兩個(gè)輸入，一個(gè)輸出，三個(gè)量的基本模糊集均為3，模糊邏輯推理，設(shè)定九條控制規(guī) 則(1)If (電壓差分量is min) and (電壓變化量is min) then (模糊控制輸出ismin)(2)If (電壓差分量is mid) and (電壓變化量is min) then (模糊控制輸出ismin)(3)If (電壓差分量is max) and (電壓變化量is min) then (模糊控制輸出ismid)(4)If (電壓差分量is min)and (電壓變化量is mid)then (模糊控制輸出ismid)(5)If (電壓差分量is mid)and (電壓變化量is mid)then (模糊控制輸出ismid)(6)If (電壓差分量is max)and (電壓變化量is mid)then (模糊控制輸出ismax)(7)If (電壓差分量is min)and (電壓變化量is max)then (模糊控制輸出ismid)(8)If (電壓差分量is mid)and (電壓變化量is max)then (模糊控制輸出ismax)(9)If (電壓差分量is max)and (電壓變化量is max)then (模糊控制輸出ismax)最后，模糊控制器的輸出分為三個(gè)值分別對(duì)應(yīng)小、中、大三個(gè)檔位，依次對(duì)應(yīng)雨刷電機(jī) 的快、中、慢三個(gè)檔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于模糊控制的智能雨刷控制器，包括雨量傳感器，F(xiàn)330控制器，將F330控制器設(shè)計(jì)為模糊控制器，雨量傳感器將檢測(cè)擋風(fēng)玻璃上有無雨滴及雨量的大小的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換后輸入模糊控制器，模糊控制器根據(jù)該信號(hào)判斷當(dāng)前雨量大小,并結(jié)合來自LIN總線用戶設(shè)定信息,輸出脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)來控制雨刷器電機(jī)的擺動(dòng)速度,驅(qū)動(dòng)雨刷器機(jī)構(gòu)掃除擋風(fēng)玻璃上的雨水?；谀：刂萍夹g(shù)的智能雨刷控制器其核心是設(shè)計(jì)模糊控制器，用模糊控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器，可以很好的對(duì)雨量傳感器的非線性信號(hào)進(jìn)行處理，克服負(fù)載參數(shù)大范圍變化和非線性因素對(duì)系統(tǒng)造成的影響。
文檔編號(hào)B60S1/04GK102053561SQ201010581428
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者左小五, 張昕, 張朝祥, 王業(yè)興, 許偉明, 鄧春龍, 閆金銀, 陳芳, 高峰, 高甫 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)