摘 要
随着我国经济水平的提高和汽车工业技术的发展，对汽车安全性要求越来越高。影响安全性的因素较多，有主动因素，也有被动因素，汽车车灯正常工作，能否保证驾驶员能即时给出行车信号和在夜间行车的良好视野范围是一个重要因素。对汽车前照灯的控控已有成熟控制技术用于汽车，而对信号灯的控制较少。本文根据现有技术的情况，引入模糊控制技术，对汽车的前照灯进行较为全面的分析，同时对汽车的随动转向灯的结构和机械传动进行了设计。本设计着重对以下问题进行了研究与探讨：
1、对汽车车灯控制参量进行了研究分析，确定了合理的参数类型和数量，使系统开发具有可行性和实用性；
2、把模糊控制理论应用于汽车前照灯的控制，并对控制器进行了设计；
3、构建了随动转向灯的结构与传动。
关键词：随动转向灯；单片机；模糊控制；机械传动
ABSTRACT
With the improvement of the economic level of our country and the development of the industrial technology of the automobile,the demands on the auto safety are higher.There are mant safety factors which are active or passive.It is a important factor that automobile’s lights is normal which can give driving signals in light intime according to the driver and good field of view. The head lights are used to control by maturity control technology,bur single lights control less.The article uses fuzzy control technique to control totally auto head lights and work state ofsingle lights timely.It researches and probes for contents of intelligent control of auto lights,the principle of controlling and realization of the system of software and hardware.This text put great emphasos in to research and study below impaortant problem proceed detailed:
First,researched the analyzed the parameters of auto lights,and make sure type and quantity of control parnmeters,so as to make it feasible and practical for developing system of auto lights control.
Second,used fuzzy control technique theory for auto head lights and designed contriller.
Third,probed realization of measuring technology by self and voice warning for auto signal lights.
At last,structured intelligent control system of auto lights which core is single-chip computer MS-51.
Key words: auto head lights,Directional headlamps,single-chop computer, Mechanical transmission,fuzzy control
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 汽车车灯的结构和类型 1
1.1.1 照明装置 1
1.1.2 信号装置 2
1.2 汽车电子系统的发展状态 2
1.3 汽车随动转向车灯控制国内外研究情况 4
1.3.1 国内外研究现状 4
1.3.2 本文主要研究内容 5
1.4 智能控制模式的确定 5
1.5 本章小结 5
第2章 汽车车灯智能控制系统总体方案 6
2.1 单片机的发展 6
2.2 MCS-51单片机的特点 7
2.3步进电机控制系统 10
2.4车灯随动转向控制系统的方案 11
2.5 转角控制 12
2.6 信号采集 13
2.7 控制方法说明 14
2.8 本章小结 15
第3章 蜗杆传动设计 16
3.1 蜗轮蜗杆的形成 16
3.2 圆柱蜗杆传动的设计 16
3.2.1 失效形式 17
3.2.2 蜗杆设计 22
3.3本章小结 29
第4章 模糊控制理论及随动转向转角控制器 30
4.1 模糊控制原理 30
4.2 模糊控制规则 30
4.3 转向灯转动角度模糊控制器 31
4.3.1 输入输出论域的确定 31
4.3.2 隶属度的确定 32
4.3.3 输入输出模糊变量的隶属度 32
4.4 本章小结 33
第5章 利用Matlab软件对车灯转向模糊定义分析 34
5.1 利用Matlab软件进行模糊化定义 34
5.2 本章小结 36
结论 37
参考文献 38
致谢 39
附录 40
第1章 绪 论
1.1汽车车灯的结构和类型
为了保证汽车行驶安全和工作可靠，在汽车上装有各种照明装置和信号装置，用以照明道路，标示车辆宽度，照明车厢内部、指示仪表以及夜间车辆检修等。此外，在转弯、制动、会车、停车、倒车等工况下，还应发出光亮或音响信号，以警示行人和其他车辆[1]。
1.1.1 照明装置
现代汽车上所采用的照明装置有前照灯、示宽灯、尾灯等。各车型使用照明装置的数量、结构形式、以及安装位置因车型而异。
前照灯也称大灯，安装在车辆前端的两侧，用来在汽车夜间行驶时照亮前方的道路。前照灯分为两灯制和四灯制两种，即汽车前端左右各装一个大灯或各装两个大灯。为了防止会车时前照灯的强光束使迎面车辆的驾驶员眩目，前照灯一般采用双丝灯炮，即远光和近光两个灯丝。在汽车正常行驶时使用远光灯，它将光束射向远方，使车前100m或更远的路面上有均匀而明亮的照明，以便提高车速，现代高速汽车的照明距离应达到200~250m；在市区明亮的道路上行驶时，特别是在会车时应使用近光灯，使光线向车前的路面和路缘倾斜照射，防止迎面车辆的驾驶员眩目，并使车前50m内的路面有清晰的照明。
前照灯，有半封闭式和封闭式等不同形式。一般由灯泡、反射镜、配光镜等组成。灯泡一般采用双丝灯泡，即有远光和近光两个灯丝。远光灯丝的功率大，位于反射镜的焦点上；近光灯丝的功率小，位于反射镜焦点的上方。近光灯丝的下方有金属配光屏，遮挡灯丝下部的光线，以防止光线向上反射，引起迎面车辆的驾驶员眩目。
反射镜，由薄钢板或热固性塑料制成旋转抛物面形薄壳，其内表面镀银（或镀铝、镀铬）并抛光。它用来将灯泡射出的光线聚合、放大并射向远方。汽车正常运行接通远光灯时，位于反射镜焦点上的远光灯丝射向后方的绝大多数光线，射在反射镜包角的范围内，经反射镜反射后转变为平行的强光束射向远方，灯泡的光度被增强几百倍以至上千倍，可以使车前150m以至400m内的路面有明亮的照明。当两车相会接通近光灯时，由于近光灯丝位于反射镜焦点的上方，照射在反射镜上的光线被反射镜折射使光束倾向路面，可以防止迎面车辆的驾驶员眩目，并使车前50m内的路面有十分清晰的照明。
配光镜，是多块特殊的棱镜和透镜的组合体，也称为散光下班反射镜反射出的平行光束，经配光镜射出后，由于棱镜和透镜的折射作用，其中的一部分光线被折射，射向车前的路面，使汽车前方的路面和路缘有良好而均匀的照明。
前小灯，也称为示宽灯或边灯，安装在汽车前部两侧的边缘，用来在夜间行驶时标示车辆的宽度，也可供近距离照明用。有些车辆将小灯安装在前照灯与灯罩内。一些公共汽车在车的顶部还装有一个或两个小灯，标示车辆的高度，称为标高灯。
雾灯，用来在有雾、雨、雪或风尘弥漫的情况下，改善路面的照明。雾灯可以安装一个、两个或三个，如上海桑塔纳轿车在左前、右前和左后方安装有三个雾灯。雾灯的颜色为黄色或橙色，其安装位置一般低于前照灯。
尾灯，安装在汽车的后部，也称为后灯，在夜间行驶时警示后方的车辆，以保持一定的蹁。尾灯和前小灯也可兼作停车灯用，当汽车停驶切断点火开关后，可接通停车灯开关，使其点亮[2]。
1.1.2 信号装置
转向信号装置，由转向信号灯、转向信号闪光器和转向信号灯开关等组成。转向信号灯分装在车身前端和后端的左右两侧。由驾驶员在转向之前，根据将向左转弯或向右转弯，相应地开亮左侧或右侧的转向信号灯，以通知交通警察、行人和其他汽车上的驾驶员。为了在白天能引人注目，转向信号灯的亮度很强。此外为引起对方注意，在转向信号灯电路中装有转向信号闪光器，借此使转向信号灯光发生闪烁。闪烁式转向信号灯可以单独设置，也可以与前小灯合成一体。在后一种情况下，一般用双丝灯泡。也有饿后转向信号灯和后灯合成一体。转向信号闪光器常用的有电热式、电容式和电子式等多种形式，电子式闪光器分为有触点、无触点、集成电路等多形式，其原理大同小异。
制动信号装置，主要由制动信号灯和制动信号灯开关组成。制动信号灯安装在汽车尾部，在驾驶员踩下制动踏板时立即点亮，发出强烈的红色光，以提醒后车驾驶员或其他行人注意。制动信号灯可以有一个或两个，有的车辆将制动信号灯装在组合灯内。制动信号灯开关安装在汽车制动回路中，随制动系统结构形式的不同，有液压式和气压式两种[3]。
此外，车厢的内部还装有顶灯、仪表照明灯，以及发动机罩下灯、工作灯等其他辅助照明装置。
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