譚浩

摘 要：智能控制是在人工智能及自動控制等多學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興的交叉學(xué)科，智能控制也是控制理論發(fā)展的高級階段。本文就智能控制技術(shù)在汽車工程方面的應(yīng)用進(jìn)行探討，對汽車后視鏡的位置系統(tǒng)，運(yùn)用模糊控制方法，把操作人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和直觀感覺進(jìn)行總結(jié)和形式化描述，作為語言表達(dá)一組定性的條件語句和不精確的決策規(guī)則，然后利用模糊集合作為工具使其定量化，設(shè)計出控制器，以此模糊控制器為核心建立模糊控制系統(tǒng)對后視鏡位置進(jìn)行控制。對于汽車智能駐車剎車及車內(nèi)空氣質(zhì)量的監(jiān)測采用了電子智能裝置進(jìn)行在線的監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：智能控制；模糊控制；汽車工程；可靠性

一、智能控制系統(tǒng)

1.智能控制系統(tǒng)概述?？刂评碚撘话愕哪康氖墙栌煽刂破鞯膭幼髯屜到y(tǒng)穩(wěn)定，也就是系統(tǒng)維持在設(shè)定值，而且不會在設(shè)定值附近晃動。

智能控制系統(tǒng)是多學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)，通常按系統(tǒng)構(gòu)成原理可分為：專家系統(tǒng)控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、仿人智能控制。專家系統(tǒng)控制是指把專家技術(shù)應(yīng)用于過程控制系統(tǒng)的結(jié)果。專家系統(tǒng)模擬人類操作者、工程師的經(jīng)驗(yàn)和知識，并與控制器的算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對過程的有效控制。模糊控制是建立在扎德教授創(chuàng)立的模糊控制理論基礎(chǔ)上的一類智能控制。模糊控制的核心是模糊推理。是根據(jù)人類的控制經(jīng)驗(yàn)，模仿人的控制決策。其推理過程是基于規(guī)則形式表示的人類經(jīng)驗(yàn)，模糊控制規(guī)則的狀態(tài)條件和控制作用均采用了模糊語言變量如：“高”“低”“大”“小”“正?！钡取?/p>

2.模糊控制技術(shù)特點(diǎn)。其重要的特征是反映人們的經(jīng)驗(yàn)和人們的常識推理規(guī)則，而這些經(jīng)驗(yàn)和推理規(guī)則是通過語言表達(dá)出來的。主要特點(diǎn)是：模糊工程的計算方法雖然是運(yùn)用模糊集理論進(jìn)行的模糊算法，但最后得出的控制規(guī)律是確定的、定量的條件語句；其不需要根據(jù)機(jī)理與分析建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，對于某些系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型是困難的，甚至是不可能的；其與傳統(tǒng)的控制方法相比模糊控制系統(tǒng)依賴于行為規(guī)則庫，由于是自然語言表達(dá)的規(guī)則更接近人的思維方式和推理習(xí)慣，便于操作人員的理解和使用，便于人機(jī)對話；其與計算機(jī)密切相關(guān)，模糊推理硬件研制及模糊計算機(jī)的開發(fā)，將更促進(jìn)其發(fā)展。

二、汽車后車鏡位置的智能控制

1.位置隨動系統(tǒng)

（1）位置隨動系統(tǒng)概述。位置控制又稱位置隨動控制或位置伺服控制，是一種位置反饋控制。通常根據(jù)輸入信號及反饋信號是模擬量或數(shù)字量劃分為兩類：一是模擬位置控制系統(tǒng)，一是數(shù)字位置控制系統(tǒng)。其閉環(huán)結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可采用位置、速度、電流三環(huán)控制，也可采用位置、速度或位置、電流二環(huán)控制，或僅采用單一位置環(huán)控制。位置控制廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。例如，人們熟悉的OA（辦公自動化）中使用的磁盤的磁頭位置控制，復(fù)印機(jī)、掃描儀成像系統(tǒng)，工業(yè)上的數(shù)控機(jī)床的定位控制和軌跡控制，軍事上的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)、導(dǎo)彈制導(dǎo)，工業(yè)機(jī)器人等。在位置隨動中根據(jù)位置傳感器的安裝位置區(qū)分為不同的控制方式。反饋電動機(jī)轉(zhuǎn)角的控制的稱為半閉合回路方式；反饋負(fù)載裝置位置的控制稱為閉合回路方式。在采用閉合回路方式的控制系統(tǒng)中，電動機(jī)和機(jī)械中存在齒輪等間隙，軸類件的扭轉(zhuǎn)等會形成彈性系統(tǒng)，這樣反饋量與輸入量難以確定關(guān)系，進(jìn)行控制設(shè)計很困難。

（2）位置隨動系統(tǒng)的構(gòu)成。位置系統(tǒng)主要由檢測元件（傳感器）、調(diào)節(jié)控制器、功放電路、執(zhí)行元件（伺服電動機(jī)）、減速器等組成。

（3）位置控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。①輸出量是位移。②輸入量是變化的，要求輸出量能按一定精度跟隨輸入量不斷變化。③供電電路是可逆電路，使伺服電機(jī)能正、反兩個方向轉(zhuǎn)動，以消除正、反兩個方向的位置偏差。④位置控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)主要是對單位斜坡輸入信號的跟隨性。

2.汽車后車鏡模糊控制系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。后視鏡是汽車車廂外的部件，分別安裝在車外駕駛室的左右兩邊，目的是方便駕駛員隨時能了解車廂外的情況。分為左、右兩塊，分別通過x、z軸的轉(zhuǎn)動，來調(diào)節(jié)角度位置，實(shí)現(xiàn)汽車外后部的觀察。通常使用中，駕駛者會根據(jù)自己的視線高低、駕駛位置、姿勢習(xí)慣等對汽車后視鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其能夠觀察到車外方左、右兩后側(cè)一定范圍的物件，如行使中夠從后視鏡中觀察到左、右兩側(cè)及后方的來車情況，駐車時能夠觀察到車尾及車側(cè)的物件，以便準(zhǔn)確停車泊位等。兩后視鏡的位置調(diào)節(jié)原理是一樣的，分析整個調(diào)節(jié)的過程，可以知道，后視鏡位置調(diào)節(jié)的根據(jù)主要是駕駛者自身的身高，視線高度、廣度，駕駛姿勢，駕駛時速度要求、轉(zhuǎn)向時操作轉(zhuǎn)角要求，倒車時視點(diǎn)等綜合因素。

（2）基本的控制原理。該系統(tǒng)主要由位置設(shè)定及反饋電位器、控制器、外部存儲器、驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成。汽車后視鏡模糊控制位置系統(tǒng)中，位置設(shè)定量和反饋是模擬量、經(jīng)AD/轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、采樣信息的模糊化、模糊推理、輸出量的反模糊化由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)輸出的精確數(shù)字量經(jīng)DA/轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬量，再通過PWM功率放大器實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動即可帶動后視鏡的轉(zhuǎn)動，同時轉(zhuǎn)動帶動反饋電位器轉(zhuǎn)動，將角度位置反饋與設(shè)定電位器的位置比較得到偏差及偏差變化量。再經(jīng)模糊控制器產(chǎn)生控制作用。以保證后視鏡的位置控制。其中模糊控制器部分設(shè)計原理是此模糊控制系統(tǒng)的核心部分。任何控制器的設(shè)計目標(biāo)都要通過給定的輸入量進(jìn)行運(yùn)算推理后產(chǎn)生期望的輸出控制作用。

三、智能監(jiān)測技術(shù)在車輛設(shè)備中的應(yīng)用

1.汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量智能監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

（1）車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)的研究目的。汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是轎車工業(yè)的發(fā)展，更多現(xiàn)代人將其作為代步的工具，更多的時間在汽車中度過。汽車內(nèi)部的空氣質(zhì)量的好壞，將直接影響到乘用者身體健康。本題研究車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測方法，運(yùn)用氣敏傳感器根據(jù)車內(nèi)的空氣質(zhì)量的好壞，給予乘用者提示，乘用者可根據(jù)提示對于汽車內(nèi)進(jìn)行空氣質(zhì)量實(shí)施改善。

（2）車內(nèi)空氣質(zhì)量智能監(jiān)測的應(yīng)用方案。它由空氣質(zhì)量高低光電顯示電路、鈴聲發(fā)聲電路和音頻功放電路等組成。電路會顯示內(nèi)的空氣質(zhì)量高低，質(zhì)量高發(fā)光二極管發(fā)綠色光，質(zhì)量差時發(fā)光二極管將發(fā)紅色，并發(fā)出雙音鈴聲報警。

四、智能自動化在汽車上的應(yīng)用前景

1.汽車智能化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。作為汽車工業(yè)與電子工業(yè)的結(jié)合，汽車電子產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。目前，西方發(fā)達(dá)國家的電子產(chǎn)品在轎車整車制造價格中所占的份量已經(jīng)達(dá)到了15%～20%，預(yù)計到2010年將達(dá)到2.5%～3.5%。汽車電子技術(shù)不僅推動了汽車工業(yè)的發(fā)展，同時也極大地促進(jìn)了電子產(chǎn)品市場的發(fā)展?，F(xiàn)代汽車電子技術(shù)在改善汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性等方面發(fā)揮著不可替代的作用。

2.汽車智能控制技術(shù)的發(fā)發(fā)展趨勢。隨著更加先進(jìn)的靈巧型傳感器、快速響應(yīng)的執(zhí)行器、高性能ECU、先進(jìn)的控制策略、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、第三代移動通訊技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車正朝著更加智能化、自動化和信息化的機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，以達(dá)到“人—汽車—環(huán)境”的完美協(xié)調(diào)。

五、結(jié)語

智能控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用已形成一種產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向，目前，在家用電器、智能儀表、汽車工業(yè)、石油化工、機(jī)械制造工業(yè)等都有廣泛的應(yīng)用?？傊?，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車車身電子將會要求更高，汽車的使用要求更加趨向于智能化，更多自動控制領(lǐng)域的研究將會在汽車工程方面得到更加廣泛的運(yùn)用。

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