模糊逻辑控制系统研究

摘 要：汽车倒车防撞系统在车辆倒车时利用模糊逻辑控制方式，通过安装在车身上的5个超声波探头测量汽车两侧及车尾与障碍物的距离，当车上装的探头与障碍物的距离大于设定的极限值发出声音报警，提醒驾驶员而实现安全倒车。本文介绍了超声波测距工作原理；并对汽车倒车系统进行仿真实验，通过仿真、实验验证了本系统的可行性和有效性。

关键词：超声波测距；汽车倒车防撞；模糊逻辑控制

中图分类号：TP273

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量[1，2]。本文利用安装在车身上的5个超声波距离传感器检测车辆与障碍物的距离，并把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用[3]。

1 模糊逻辑控制和超声波测距器的原理

模糊逻辑控制遵循科学规律及法则，有对应的机制和原理。对于一个模糊逻辑控制系统来说，其具体结构如图1所示。

当超声波发生器T某一时刻发出超声波信号遇到障碍物时反射回来由接收器R所接受。

测量信号从T到R所用的时间，通过方程1就可以算出出超声波发生器和障碍物的距离。

其中d为障碍物与发生器的距离，s为总距离，c为声速，t为信号发出到返回用的时间。

汽车倒车防撞系统的信息采集流程图如图2所示，其中dl，d2，d3，d4，d5是安装在车身上的分别为5个超声波测距器的测量值。当汽车倒停车时，启动系统，5个超声波测距器进行信息采样，采样信息通过单片机输入模块传送到cpu进行运算比较，如果测量与障碍物的最小距离小于0.6米就发出“注意”的声音；如果测量与障碍物的最小距离小于0.35米则发出“危险”的声音并直接停车。

2 汽车倒车防撞系统建模

由图3可得：

这里小汽车车转向轮的转向角 ，根据泰勒中值定理，将ctgθ在Π/6处展开并简化如下：

3 仿真结果

倒车时系统稳定状态仿真结果如图4所示。

由仿真图所示，当接入阶跃信号时，系统输出车轮的转角大概在左向 趋于稳定，车上传感器与障碍物的距离大概在0.36米比较稳定，这表明达到了设计要求。

参考文献：

[1]车距监控防撞系统.http：///html/EnterNews/.

[2]钟化兰.Z86EO8微处理器生汽车倒车防撞报警器中的应用[J].华东交通大学报，2003.

[3]李捷辉.车辆行使速度模糊控制系统的仿真研究[J].汽车工程，2005，27（6）：702-705.

作者简介：王璐（1983-），女，工程师，研究方向：网络信息安全、信息采集与控制。

作者单位：新乡航空工业（集团）有限公司103厂网管中心，河南新乡 453003