雨刮器及其自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、雨刮器是清理車窗玻璃上的雨水及其他污物，使駕駛員在行車過程中視野不受影響的一種設(shè)備，尤其在雨天駕駛時(shí)，雨刮器對于行車安全具有重要的保障作用。目前普通車輛大多使用的是司機(jī)手動(dòng)切換開關(guān)擋位的電動(dòng)雨刮器，最先進(jìn)的智能雨刮器由于價(jià)格昂貴只用于部分高中檔轎車中。本文根據(jù)目前電動(dòng)雨刮器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的自動(dòng)雨刮器。
　　首先對雨刮器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并使用Pro/E對其進(jìn)行參數(shù)化三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真分析。參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》設(shè)計(jì)曲

2、柄搖桿機(jī)構(gòu)，選擇蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)參數(shù)，然后使用Pro/ENGINEER三維建模軟件對電機(jī)及減速器、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的各桿件進(jìn)行三維建模及裝配，最后進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。
　　其次對目前的電動(dòng)雨刮器的電路及雨刮電機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，尤其是對其自動(dòng)復(fù)位及間歇刮水電路的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行分析，根據(jù)其特點(diǎn)對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，利用AT89C52單片機(jī)及L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。使用Proteus電路仿真軟件設(shè)計(jì)繪制電路圖。完成了模擬紅外雨量傳感

3、器的設(shè)計(jì)，永磁直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，以及雨刮器的自動(dòng)復(fù)位和間歇刮水的方案設(shè)計(jì)。利用Proteus軟件中的模擬信號(hào)發(fā)生器來模擬紅外雨量傳感器。使用L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片連接單片機(jī)和直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。利用三極管及電磁繼電器實(shí)現(xiàn)雨刮器的自動(dòng)復(fù)位及間歇刮水功能。最后對電路進(jìn)行仿真，通過仿真可以看到不同雨量下電機(jī)以不同的轉(zhuǎn)速、不同的模式刮水。
　　再次，依據(jù)電路需要實(shí)現(xiàn)的功能，繪制邏輯流程圖，利用Keil軟件對單片機(jī)進(jìn)行編

4、程。單片機(jī)程序是整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分，通過使用單片機(jī)的定時(shí)器、外部中斷等功能，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的PWM脈寬調(diào)速，從而控制電機(jī)在不同的雨量下以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　接著，將程序下載到Proteus軟件中的單片機(jī)模型中，實(shí)現(xiàn)電路的動(dòng)態(tài)仿真，觀察電路的運(yùn)行狀況，調(diào)試程序，實(shí)現(xiàn)電路的預(yù)期功能。
　　最后，使用MATLAB模糊推理系統(tǒng)的GUI設(shè)計(jì)模糊邏輯控制器，利用simulink創(chuàng)建電機(jī)仿真模型，進(jìn)行仿真，達(dá)到利用模糊邏輯控制雨刮電機(jī)