座椅動態(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裝置之一。針對目前乘員約束系統(tǒng)存在的問題而設(shè)計的一種新型約束裝置，即汽車座椅動態(tài)調(diào)節(jié)裝置，該裝置可以在汽車正面碰撞或緊急制動時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)進行了硬件和軟件方面的初步設(shè)計。
　　 本文主要研究的內(nèi)容有以下幾個方面：
　　 1、分析了當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、詳細分析了當前汽車安全座椅的發(fā)展動態(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，從而說明了汽車座椅動態(tài)調(diào)節(jié)裝置的研究目的及意義。
　　 3、詳細介紹了汽車座椅動態(tài)調(diào)節(jié)裝置的三大組成部分：座椅動態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)及控制系統(tǒng)。由于座椅動態(tài)調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)是整個新型乘員約束系統(tǒng)的核心和重點，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、針對座椅動態(tài)調(diào)節(jié)裝置可在汽車制動工況下對乘員起到保護作用，研究了制動工況下的控制算法。根據(jù)汽車常見的三種制動工況(即緩慢制動、點剎制動和緊急制動)，采用正交試驗設(shè)計方法，選用不同駕駛員以不同車速進行了制動試驗。
　　 5、根據(jù)座椅動態(tài)調(diào)節(jié)智能控制系統(tǒng)在識別車輛行駛工況、車輛行駛狀態(tài)、制動狀態(tài)等多方面具有模糊性，屬于模糊推理過程，在大量的試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了座椅坐墊傾角調(diào)節(jié)機構(gòu)在制動工況下的模

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的實現(xiàn)方法基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的數(shù)學(xué)運算，離線計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)和碰撞點火算法，發(fā)現(xiàn)其普遍存在抗干擾性不足的缺點。根據(jù)汽車正面碰撞與路面干擾的模型進行分析結(jié)果：水平、垂直方向的加速度信號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為原算法的89．1％，卻能將干擾信號衰減為原來的32．5％。這說明，該算法不僅保留了原來移動窗算法可靠性好與靈敏度高的

6、特點，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。通過利用Protues和KeiluVision3為控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)和仿真平臺，完成了控制系統(tǒng)硬件的初步設(shè)計與驗證。此外，對制動工況下的控制系統(tǒng)進行了硬件的實車驗證，試驗表明，本控制系統(tǒng)可以準確、快速地識別制動工況。
　　 最后，探討了座椅動態(tài)調(diào)節(jié)裝