座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置的智能控制系統(tǒng)研究.pdf

1、汽車座椅是重要的乘員約束保護(hù)裝置之一。針對目前乘員約束系統(tǒng)存在的問題而設(shè)計(jì)的一種新型約束裝置，即汽車座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置，該裝置可以在汽車正面碰撞或緊急制動(dòng)時(shí)增大座椅坐墊與車身地板的夾角，從而有效地降低乘員頭部、胸部傷害以及防止乘員下潛。本文對這種新型的乘員約束裝置展開了觸發(fā)控制算法的深入研究，并對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件方面的初步設(shè)計(jì)。
　　 本文主要研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：
　　 1、分析了當(dāng)前汽車乘員約束系統(tǒng)，包括

2、安全帶、安全氣囊、安全座椅的研究現(xiàn)狀及存在的問題。
　　 2、詳細(xì)分析了當(dāng)前汽車安全座椅的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并指出其不足：汽車座椅未能在汽車正面碰撞中對乘員提供有效的保護(hù)，從而說明了汽車座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置的研究目的及意義。
　　 3、詳細(xì)介紹了汽車座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置的三大組成部分：座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)。由于座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)是整個(gè)新型乘員約束系統(tǒng)的核心和重點(diǎn)，因此著重分析了控制系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求、組成部分及研究

3、的關(guān)鍵問題。
　　 4、針對座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置可在汽車制動(dòng)工況下對乘員起到保護(hù)作用，研究了制動(dòng)工況下的控制算法。根據(jù)汽車常見的三種制動(dòng)工況(即緩慢制動(dòng)、點(diǎn)剎制動(dòng)和緊急制動(dòng))，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，選用不同駕駛員以不同車速進(jìn)行了制動(dòng)試驗(yàn)。
　　 5、根據(jù)座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)智能控制系統(tǒng)在識(shí)別車輛行駛工況、車輛行駛狀態(tài)、制動(dòng)狀態(tài)等多方面具有模糊性，屬于模糊推理過程，在大量的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了座椅坐墊傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在制動(dòng)工況下的模

4、糊推理算法。針對建立的模糊推理可能存在的缺陷，必須對模糊推理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。由此確立了基于微粒群的模糊推理算法，從而充分發(fā)揮了兩種算法的優(yōu)勢并彌補(bǔ)了彼此的不足。
　　 6、根據(jù)已研究的基于微粒群模糊邏輯推理算法，在分析各種模糊控制器單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算，離線計(jì)算出了簡潔方便的模糊控制查詢表。
　　 7、以汽車正面碰撞為研究對象，展開了座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置碰撞工況的控制算法研究：通過分析安全氣囊上常用的碰撞

5、特征參數(shù)和碰撞點(diǎn)火算法，發(fā)現(xiàn)其普遍存在抗干擾性不足的缺點(diǎn)。根據(jù)汽車正面碰撞與路面干擾的模型進(jìn)行分析結(jié)果：水平、垂直方向的加速度信號(hào)在路面干擾情況下和正面碰撞下的比例存在著較大的差異。針對這一差異，提出了適合該新型裝置的基于雙向加速度合成判別法。該判別法與移動(dòng)窗算法比較后的結(jié)果表明：基于雙向加速度合成判別法可以保持碰撞信號(hào)為原算法的89．1％，卻能將干擾信號(hào)衰減為原來的32．5％。這說明，該算法不僅保留了原來移動(dòng)窗算法可靠性好與靈敏度高的

6、特點(diǎn)，還具有很好的抗路面干擾性能。
　　 8、根據(jù)選擇STC89C52、PCF8591芯片為控制系統(tǒng)的微處理器和A/D轉(zhuǎn)換器，以開發(fā)板、傳感器、電源為控制系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺(tái)。通過利用Protues和KeiluVision3為控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)和仿真平臺(tái)，完成了控制系統(tǒng)硬件的初步設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。此外，對制動(dòng)工況下的控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件的實(shí)車驗(yàn)證，試驗(yàn)表明，本控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、快速地識(shí)別制動(dòng)工況。
　　 最后，探討了座椅動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝