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基于LIN总线的汽车自适应前照灯控制平台的设计与实现
| 论文题名： | 基于LIN总线的汽车自适应前照灯控制平台的设计与实现 |
| 关键词： | 汽车工程;自适应前照灯;LIN总线;模糊PID控制;半实物仿真;照明效果 |
| 摘要： | 自适应前照灯系统（Adaptive Front-Lighting System， AFS）是汽车安全领域的重要技术之一。该系统能够在车辆行驶过程中，自动调整前照灯的水平和俯仰角度，从而改善照明效果，避免事故的发生。随着由于照明效果不佳引起交通事故的增多，改善车辆照明环境越来越受到人们的重视，国外一些价格昂贵的高档轿车已经率先安装了AFS系统，而国内的自主性研发尚停留在实验阶段。因此，开发一款低成本、高可靠性自适应前照灯系统对于提高国产车辆的安全性具有重要意义。 本文以设计开发性能稳定可靠、性价比较高的AFS系统为目的，在国内外现有技术的基础上，研究设计了一款具有自主知识产权的基于LIN总线的汽车自适应前照灯控制系统并在半实物仿真平台上进行了相关实验，论文完成的工作如下： (1)确定了整个AFS系统的构成，根据系统采集各类传感器信息的需求及实际控制的需要，整体构架采用中心控制器加电机控制总成的模式。 (2)采用了LIN总线作为AFS系统内部通讯方式，单线制总线使得系统结构最大程度的精简，同时成熟技术的应用提高了系统可靠性。 (3)在硬件设计中从车载环境出发，采用汽车级芯片，确保系统的可靠性，并对车载电源进行调理，使得系统供电稳定。 (4)选用步进电机作为执行原件，只用一块芯片即可完成电机驱动加控制功能，设计出来的电机控制总成结构轻巧，集成度高。 (5)在综合分析模糊控制和PID控制的优缺点后，设计出了适应性强、实时性好的模糊PID控制算法，用于步进电机的控制。 (6)通过分析计算，并结合经验性公式，完成了AFS车灯在水平和俯仰方向上的角度的计算方法。 (7)在驾驶模拟器的基础上搭建了半实物仿真实验平台，用于AFS系统的测试。通过车辆动力学模型和路面模型模拟汽车在真实道路上的行驶情况，并编写了上位机的人机交互界面，实现了车辆参数设置、传感器信息采集、实时车况显示等功能。 目前，本课题已经完成了架构设计、硬件制作、软件设计、半实物仿真调试等工作。经室验证明，该套自适应前照灯系统具有成本低、体积小和高可靠性等特点，能够很好的改善车辆的照明效果，以提高行车安全性。 |
| 作者： | 王东 |
| 专业： | 仪器科学与工程;仪器科学与技术 |
| 导师： | 张为公 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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