[发明专利]一种汽车鼓式制动器模糊喷淋控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种汽车鼓式制动器模糊喷淋控制系统，其特征在于：包括，

温度传感器测量装置，实时检测制动鼓温度，并将检测温度传输给模糊控制器；

模糊控制器，根据温度传感器测量装置传输的检测温度以及模糊控制器内的设定温度，对存储单元中的模糊控制器查询表进行在线模糊查询，查询两个输入变量所对应的精确喷淋水量，并将精确喷淋水量对应的输出信号传输给喷淋装置；

喷淋执行装置，根据模糊控制器发出的精确喷淋水量输出信号，对制动鼓进行定量喷淋降温，上述所述的一种汽车鼓式制动器模糊喷淋控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、模糊控制器包括变量模糊化接口模块、模糊推理控制算法模块、模糊判决接口模块，设定温度设定值T_γ，T_γ＝(T_α+T_β)/2，式中，T_α为制动器制动鼓外表面温度，T_β为制动装置热态制动效能最低性能下的温度，将各模块初始化；

步骤二、温度传感器测量装置检测制动鼓温度，温度采样间隔时间为Δt，并将每一个采样温度输入给模糊控制器，温度传感测量装置将检测到的关于制动鼓温度的采样输入量T_i，与温度设定值T_γ比较，其中i＝1，2，…，得到温度偏差e_i＝ΔT_i＝T_i-T_γ，根据上一采样时刻得到的温度偏差e_i-1＝ΔT_i-1＝T_i-1-T_γ，可得到温度偏差变化率为e′_i＝(e_i-e_i-1)/Δt；

步骤三、将温度偏差e_i和温度偏差变化率e′_i输入模糊控制器的变量模糊化接口模块，首先，两输入精确值e_i和e′_i分别乘以各自量化因子k_e或k_e′，即或求得两输入变量采样值e_i及e_i在各自模糊论域{-n_e，-n_e+1，…，0，…，n_e-1，n_e}及{-n_e，-n_e+1，…，0，…，n_e-1，n_e}上的量化等级和和分别为温度偏差e和温度偏差变化率e′量化档数；

步骤四、根据两输入变量采样值e_i和e′_i的量化等级和模糊控制器对存储于存储单元中的模糊控制器查询表进行在线查询，确定出与和一一对应的用于控制被控对象降温的精确喷淋水量u_i值，然后将与u_i值相当的输出信号传入给喷淋执行装置完成对制动鼓定量喷淋降温。

2.如权利要求1所述的一种汽车鼓式制动器模糊喷淋控制系统，其特征在于：所述的模糊 控制器查询表为，在离线模糊推理计算中，模糊控制器对于温度采样值e_i的模糊论域X以及温度变化率采样值e′_i的模糊论域Y之间全部元素的所有组合，计算出两个输入模糊论域相应的以输出模糊论域Z中各元素表示的精确喷淋水量u变化值构成的矩阵，进而得到由该矩阵构成的相应查询表格。

3.如权利要求2所述的一种汽车鼓式制动器模糊喷淋控制系统，其特征在于：所述的模糊控制器查询表为二维数组，并以行序为主序顺序存储在存储单元内。

4.如权利要求2所述的一种汽车鼓式制动器模糊喷淋控制系统，其特征在于：所述的模糊控制器查询表的获得方法为，包括以下步骤：

步骤一、变量模糊化接口模块将两输入变量，即制动鼓外表面典型测温点温度偏差e及温度偏差变化率e′模糊化，得到输入模糊语言变量E与EC；

步骤二、将输入模糊语言变量E或EC与输出模糊语言变量U均采用“NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB”7个语言值，共可得49条控制规则，得到模糊控制规则表；

步骤三、选择模糊语言变量E、EC、U各自的7个语言值所对应的模糊集合以及各模糊集合对应的隶属度函数，其中，l_e，l_e′，l_u＝1，2，…，7，选定量化档数均为n，并确定模糊集合元素隶属度值；

步骤四、对每条模糊控制规则模糊蕴含关系，其中j＝1，2，…，49，根据式 进行的计算，式中，模糊矩阵需写成行向量，即式中为行向量，模糊向量为行向量，于是可得到整个模糊控制器控制规则的总模糊关系为

步骤五、考虑到量化档数n，根据两个输入模糊语言变量E和EC赋值表，对于模糊论域X上全部元素{-n，-n+1，…，0，…，n+1，n}与模糊论域Y上全部元素{-n，-n+1，…，0，…，n+1，n}间的所有组合(共(2n+1)²个组合)，分别确定自模 糊论域X上某一元素取最大隶属度值时的模糊语言值所对应模糊集合和来自模糊论域Y上另一元素取最大隶属度值时的模糊语言值所对应模糊集合从而最终可得到(2n+1)²对模糊集合；

步骤六、对于(2n+1)²不同组合中某一组合的一对输入模糊集合，即与 式中，l_e，l_e′＝1，2，…，7，按照极大-极小合成规则，则可得到与该组合相应的模糊控制器输出模糊量为

其中，为行向量，是合成运算符号；

步骤七、利用加权平均法，求模糊控制器输出模糊量的平均值Z₀，即 式中为模糊控制器输出的隶属度，n为量化档数；

步骤八、利用式进行圆整得到模糊控制器输出量化等级

步骤九、根据比例因子k_u＝q/2n及式计算可得控制量y值，再将y值代入u＝y+q/2可求得用于控制对象降温的精确喷淋水量u值，u值范围为[0，q]，此u值即为模糊论域X上全部元素{-n，-n+1，…，0，…，n+1，n}与模糊论域Y上全部元素{-n，-n+1，…，0，…，n+1，n}间的所有(2n+1)²元素组合中的某一组合所 对应精确喷淋水量值；

步骤十、将上述所有(2n+1)²元素组合与对不同组合进行模糊推理计算所得到的精确喷淋水量值一一对应，从而得到二维矩阵形式的模糊控制器查询表，将确定后的“模糊控制器查询表”存储于以行序为主序的二维数组顺序存储单元中，用于实时模糊控制在线查询。