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原文传递座椅动态调节装置的智能控制系统研究

论文题名：	座椅动态调节装置的智能控制系统研究
关键词：	汽车座椅;正面碰撞;紧急制动;动态调节;智能控制系统
摘要：	汽车座椅是重要的乘员约束保护装置之一。针对目前乘员约束系统存在的问题而设计的一种新型约束装置，即汽车座椅动态调节装置，该装置可以在汽车正面碰撞或紧急制动时增大座椅坐垫与车身地板的夹角，从而有效地降低乘员头部、胸部伤害以及防止乘员下潜。本文对这种新型的乘员约束装置展开了触发控制算法的深入研究，并对其控制系统进行了硬件和软件方面的初步设计。　　本文主要研究的内容有以下几个方面：　　 1、分析了当前汽车乘员约束系统，包括安全带、安全气囊、安全座椅的研究现状及存在的问题。　　 2、详细分析了当前汽车安全座椅的发展动态，并指出其不足：汽车座椅未能在汽车正面碰撞中对乘员提供有效的保护，从而说明了汽车座椅动态调节装置的研究目的及意义。　　 3、详细介绍了汽车座椅动态调节装置的三大组成部分：座椅动态调节机构、驱动机构及控制系统。由于座椅动态调节装置的控制系统是整个新型乘员约束系统的核心和重点，因此着重分析了控制系统应满足的要求、组成部分及研究的关键问题。　　 4、针对座椅动态调节装置可在汽车制动工况下对乘员起到保护作用，研究了制动工况下的控制算法。根据汽车常见的三种制动工况(即缓慢制动、点刹制动和紧急制动)，采用正交试验设计方法，选用不同驾驶员以不同车速进行了制动试验。　　 5、根据座椅动态调节智能控制系统在识别车辆行驶工况、车辆行驶状态、制动状态等多方面具有模糊性，属于模糊推理过程，在大量的试验统计数据的基础上建立了座椅坐垫倾角调节机构在制动工况下的模糊推理算法。针对建立的模糊推理可能存在的缺陷，必须对模糊推理系统进行优化。由此确立了基于微粒群的模糊推理算法，从而充分发挥了两种算法的优势并弥补了彼此的不足。　　 6、根据已研究的基于微粒群模糊逻辑推理算法，在分析各种模糊控制器单片机的实现方法基础上，结合大量的数学运算，离线计算出了简洁方便的模糊控制查询表。　　 7、以汽车正面碰撞为研究对象，展开了座椅动态调节装置碰撞工况的控制算法研究：通过分析安全气囊上常用的碰撞特征参数和碰撞点火算法，发现其普遍存在抗干扰性不足的缺点。根据汽车正面碰撞与路面干扰的模型进行分析结果：水平、垂直方向的加速度信号在路面干扰情况下和正面碰撞下的比例存在着较大的差异。针对这一差异，提出了适合该新型装置的基于双向加速度合成判别法。该判别法与移动窗算法比较后的结果表明：基于双向加速度合成判别法可以保持碰撞信号为原算法的89．1％，却能将干扰信号衰减为原来的32．5％。这说明，该算法不仅保留了原来移动窗算法可靠性好与灵敏度高的特点，还具有很好的抗路面干扰性能。　　 8、根据选择STC89C52、PCF8591芯片为控制系统的微处理器和A/D转换器，以开发板、传感器、电源为控制系统的硬件开发平台。通过利用Protues和KeiluVision3为控制系统的软件开发和仿真平台，完成了控制系统硬件的初步设计与验证。此外，对制动工况下的控制系统进行了硬件的实车验证，试验表明，本控制系统可以准确、快速地识别制动工况。　　最后，探讨了座椅动态调节装置的智能控制系统还需进一步研究的问题。
作者：	朱文婷
专业：	车辆工程
导师：	葛如海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文