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轿车天窗防夹控制算法研究与系统设计
| 论文题名： | 轿车天窗防夹控制算法研究与系统设计 |
| 关键词： | 轿车天窗;防夹控制算法;监控系统 |
| 摘要： | 随着人们对轿车天窗便捷性、舒适性和安全性需求的不断提高，轿车天窗控制技术尤其是防夹控制一直是近年来汽车电子领域研究的热点。作为轿车车身控制系统中的一个重要部件，天窗具有通风换气、摄影需求等重要作用。然而，轿车天窗在带来便利的同时，也存在潜在一些安全隐患。国外在电动窗防夹控制方面研究起步较早，技术也相当成熟，因此一些大型的汽车零部件公司几乎垄断了全球中高档轿车的天窗产品。国内对防夹控制研究起步较晚，且技术不够成熟，目前大部分带有防夹功能的电动天窗还需依靠进口国外产品。因此，研究天窗系统防夹控制算法，使防夹技术国产化，是目前汽车电子领域的热点课题。 本文首先分析了电机电流、霍尔脉冲、电流纹波、电机转矩以及电机功率防夹算法，对比分析各种防夹控制算法的优劣。其次详细分析了轿车天窗电机较硬的机械特性、被夹障碍物较为柔软的特点以及轿车运行过程中产生短暂或持续的抖动对夹持识别的影响，利用灰色理论处理含有不确定扰动系统的优点，建立天窗系统灰色模型，提出了基于灰色理论的n-n'防夹算法。该算法采用灰色理论对不确定性扰动进行预测和补偿，结合霍尔速度和霍尔加速度防夹算法对夹持状态识别和抑制路况干扰的各自优势，精确检测外部干扰和内部参数摄动对防夹决策造成的影响，运用机理分析法找出霍尔速度和霍尔加速度与电机转矩的变化关系，采用两者线性加权组合作为防夹决策判断因子，从而快速准确的实施防夹判断。最后，设计了轿车天窗控制系统ECU和天窗防夹监控软件，为本文算法提供基本的实验平台。 本文以某公司提供的轿车天窗为实验平台，采用自主研发的“天窗防夹监控软件”，进行算法仿真与应用测试。仿真实验和测试结果表明:本文提出的防夹算法不仅具有较好的响应速度，而且对复杂路况下的不确定干扰具有较好的抑制作用，同时对系统内部参数摄动具有较好的鲁棒性。 |
| 作者： | 张营 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 张英杰;陈晓可 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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