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基于双霍尔传感器的汽车门窗防夹控制策略研究与系统设计
| 论文题名： | 基于双霍尔传感器的汽车门窗防夹控制策略研究与系统设计 |
| 关键词： | 防夹车窗;双霍尔传感器;小波变换;运行控制 |
| 摘要： | 随着电子技术发展，汽车行业朝着人-车互动、无人驾驶等智能化方向前进，汽车智能化操作成为了研究的热点。汽车车窗上升过程中容易夹到障碍物，特别是夹到儿童。车窗智能化操作要求控制系统能探知危险，控制车窗位置下降并释放障碍物。电动车窗防夹系统在这种背景下应运而生，普及率逐年上升。但由于防夹算法及控制策略的缺陷，目前国内的防夹系统灵敏度不高，耐久性、可靠性差。由此可见，车窗防夹模块应用与研发对推动我国汽车工业发展具有重要的现实意义与发展前景。 论文首先对电动车窗结构进行了受力分析，研究了车窗电路控制原理。对比三种防夹方案，电流纹波检测法对电机电流质量要求高，且耐久性差；霍尔位置传感器和电机电流阈值的检测方案需设计车窗运行状态识别电路，程序冗杂；基于霍尔传感器脉冲周期变化的判断控制算法对外界磁干扰的鲁棒性差，一旦脉冲信号受到扰动，将导致防夹系统的失灵。在对霍尔传感器进行研究后，提出了基于开关型与锁存型组合的双霍尔传感器用于车窗位置探测的方案。这种特定的双霍尔传感器组合无需外围电路支持便能够识别电机转向。 建立了车窗-负载模型，提出小波滤波对电流降噪的方法，采用不同小波函数族对模型中电机电流分析，并进行了仿真验证。仿真结果证明不同小波族能够对电流信号降噪、障碍物识别，提高了系统的可靠性。通过对电机施加不同负载进行仿真，分析得出了电机电流能直观的判断出电机运行状态。因此，论文采用电机电流阈值法来监测车窗是否夹持到障碍物。 根据防夹控制流程图，在 Stateflow中建立了车窗防夹模型，设计了双霍尔脉冲信号发生器，仿真结果表明双霍尔传感器能够计算出车窗位置，当电机电流超过设定阈值时车窗停止上升并下降，采取防夹措施。并利用StateflowCoder将Stateflow模型流程图生成标准C语言代码。 参考车窗控制原理，以飞思卡尔MC9S08AW60芯片搭建最小处理系统，设计了电机驱动电路、电流检测模块、霍尔传感器模块。实验结果表明：采用双霍尔传感器与电流阈值防夹策略运行可靠，能到达预期效果。 |
| 作者： | 严静 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘瑞军;孙明文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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