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《西安工程大学》 2017年
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风挡雨刷同步控制系统的设计与实现

张恒  
【摘要】:风挡雨刷是飞机电子产品中重要的安全设备之一,它给飞行员在雨天行驶带来了安全和便利。在雨天行驶时,雨刷清理了风挡玻璃上的积水,为飞行员提供了更清晰的视野。MD-90飞机的风挡雨刷系统原先由一个四位开关控制,后来为了提高安全性,避免因操作开关故障而使两组风挡雨刷都不能工作而改为由两个四位开关分别各自操纵一组雨刷,由此带来了两组风挡雨刷无法精准同步协作的问题。针对这种情况,论文设计了一套风挡雨刷同步控制系统,实现了对两组风挡雨刷单独或精准地同步控制。论文首先介绍了系统的设计目标以及系统的整体架构,然后提出具体的功能需求,并给出了系统的总体设计方案。在此方案的基础上运用模糊控制算法,实现两组风挡雨刷在同步工作状态下的精准同步协作。论文主要完成了该控制系统的硬件设计部分和软件设计部分。硬件设计部分包括处理器模块、电源模块、档位选择模块、脉冲宽度调制(PWM)信号调理模块、PWM调速器模块、电机驱动模块、串口和USB接口模块等。软件设计部分,从单独控制和同步控制两种控制模式着手进行设计。在单独控制模式下,系统可实现对风挡雨刷低速、高速、间歇、停止等四个档位的控制,且使用者可以通过按键自由切换两组雨刷器的档位状态;当两组雨刷器处于同一个工作档位时,系统即自动进入同步控制状态。论文采用模糊控制算法实现同步状态下两组风挡雨刷的精准同步协作:将两组风挡雨刷分为主控制雨刷和从控制雨刷,在每个工作周期内,主控雨刷实时接收从控雨刷的工作状态及运行周期,依此不断改变自身的运转速度,使其与从控雨刷达到实时地、精准地同步协作。经测试表明,系统软、硬件运行稳定且具有较高的控制精度,同时根据实际情况还可增加或减少模糊控制器的控制规则,使系统保持有良好的动态性能,以此可保持风挡的清晰度,在雨雾天气给驾驶员更好的视野,保证驾驶员的安全。同时,系统设计简洁,性能可靠,具有较高的实用价值及很好的市场前景。
【学位授予单位】:西安工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:V243;TP273

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