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原文传递雨刮器及其自动控制系统的研究

论文题名：	雨刮器及其自动控制系统的研究
关键词：	雨刮器;单片机;自动控制系统;参数化;三维建模;运动仿真
摘要：	雨刮器是清理车窗玻璃上的雨水及其他污物，使驾驶员在行车过程中视野不受影响的一种设备，尤其在雨天驾驶时，雨刮器对于行车安全具有重要的保障作用。目前普通车辆大多使用的是司机手动切换开关挡位的电动雨刮器，最先进的智能雨刮器由于价格昂贵只用于部分高中档轿车中。本文根据目前电动雨刮器的特点，设计了一种由单片机控制的自动雨刮器。　　首先对雨刮器的传动机构进行设计并使用Pro/E对其进行参数化三维建模和运动仿真分析。参照《机械设计手册》设计曲柄摇杆机构，选择蜗轮蜗杆减速器的传动参数，然后使用Pro/ENGINEER三维建模软件对电机及减速器、曲柄摇杆机构的各杆件进行三维建模及装配，最后进行机构运动仿真。　　其次对目前的电动雨刮器的电路及雨刮电机的特点进行分析，尤其是对其自动复位及间歇刮水电路的实现原理进行分析，根据其特点对电路进行设计改进，利用AT89C52单片机及L298电机驱动芯片控制电机运转。使用Proteus电路仿真软件设计绘制电路图。完成了模拟红外雨量传感器的设计，永磁直流电机的驱动方案设计，以及雨刮器的自动复位和间歇刮水的方案设计。利用Proteus软件中的模拟信号发生器来模拟红外雨量传感器。使用L298电机驱动芯片连接单片机和直流电机，实现单片机控制电机的驱动。利用三极管及电磁继电器实现雨刮器的自动复位及间歇刮水功能。最后对电路进行仿真，通过仿真可以看到不同雨量下电机以不同的转速、不同的模式刮水。　　再次，依据电路需要实现的功能，绘制逻辑流程图，利用Keil软件对单片机进行编程。单片机程序是整个自动控制系统的核心部分，通过使用单片机的定时器、外部中断等功能，实现电机的PWM脉宽调速，从而控制电机在不同的雨量下以不同的转速运转。　　接着，将程序下载到Proteus软件中的单片机模型中，实现电路的动态仿真，观察电路的运行状况，调试程序，实现电路的预期功能。　　最后，使用MATLAB模糊推理系统的GUI设计模糊逻辑控制器，利用simulink创建电机仿真模型，进行仿真，达到利用模糊逻辑控制雨刮电机转速的目的，为后续的实验研究做好了铺垫，具有一定的现实指导意义。
作者：	田群娟
专业：	机械设计及理论
导师：	郗向儒
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文