自適應前照燈系統(tǒng)(AdaptiveFront-lightingSystern，AFS)是使近光燈光軸在水平方向上與轉向盤轉角聯(lián)動進行左右轉動，在垂直方向上與車高聯(lián)動進行上下擺動的燈光隨動系統(tǒng)。它使得近光燈的照射光線能轉向車輛的前進方向，在夜間行駛時，前方的交叉路口、彎道處的可視性能得到提高，能夠有效地降低駕駛員在夜晚彎路上行車的疲勞程度，使駕駛者能夠看清轉彎處的實際路況，進而有充分的時間來應付緊急情況，從而明顯提升夜晚彎路上行車的安全性。
1汽車燈光隨動系統(tǒng)的工作原理
汽車燈光隨動系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。汽車燈光隨動系統(tǒng)共由四部分組成：傳感器、ECU、車燈控制系統(tǒng)和前照燈。汽車車速傳感器和方向盤轉角傳感器不斷地把檢測到的信號傳遞給ECU，ECU根據(jù)傳感器檢測到的信號進行處理，把處理完后的數(shù)據(jù)進行判斷，輸出前照燈轉角指令，使前照燈轉過相應的角度。
汽車在轉彎時，重點是要提前看到所轉方向的障礙物，根據(jù)現(xiàn)實駕駛的經(jīng)驗，車燈一般只需轉過O～15°即可，只需要所轉方向側的那只前照燈實現(xiàn)智能轉向就可，另一側前照燈還是保持原來的方向。雖簡化了控制，仍然能夠達到預期的效果。
2模糊控制系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)過程
一個模糊控制系統(tǒng)必須包含一些必要的部件。模糊控制屬于計算機數(shù)字控制的一種形式，它的組成類似于一般的數(shù)字控制系統(tǒng)，如圖2所示。
模糊控制器的組成如圖3所示，它主要包括輸入量的模糊化、模糊推理和逆模糊化(或稱模糊判決)三部分。模糊控制器的實現(xiàn)可由模糊控制通用芯片實現(xiàn)或由計算機(或微處理機)的程序來實現(xiàn)。
3燈光隨動系統(tǒng)模糊控制器設計原理
如圖4所示：當汽車轉過很小的角度時，其轉動半徑R近似地等于L和轉動角度δ的比值，通過車速傳感器的數(shù)據(jù)很容易計算出行駛的距離L，通過方向盤傳感器檢測到的信號也容易得出δ的值，這樣就很容易求出轉動半徑R的值。而且，根據(jù)實際經(jīng)驗可知，燈的轉向和汽車行駛的半徑R的關系最大。因此，可根據(jù)R值的變化對汽車車燈的轉向進行模糊控制。首先定義R，如果為正值，說明為逆時針轉動，負值為順時針轉動；另外定義θ為正，說明為左邊燈向左轉動度數(shù)，負值為右邊燈向右轉動度數(shù)。
4汽車燈光隨動系統(tǒng)仿真及結果
本系統(tǒng)的模糊設計器采用Matlab模糊工具箱設計模糊控制器。
在Madab中鍵入FUZZY，進入模糊邏輯編輯窗口FISEditor，如圖5所示?？梢詫斎牒洼敵龅碾`屬函數(shù)進行編輯。
如圖6所示，R的論域為[0，1]，有三個語言變量，三角形隸屬度函數(shù)。
如圖7所示，△R的論域為[0，1]，有一個語言變量，三角形隸屬度函數(shù)。
如圖8所示，輸出θ的論域為[O，1]，有三個語言變量，三角形隸屬度函數(shù)。
在RulersEditor窗口中輸入控制前照燈轉向的3條模糊控制規(guī)則：
5仿真結果與分析
為了準確建立系統(tǒng)模型和進行仿真分析，通常的工業(yè)過程可以等效成二階系統(tǒng)，不失一般性，取G(s)=作為汽車燈光隨動系統(tǒng)的模型。在Matlab中建立的模糊控制系統(tǒng)模型如圖9所示，基于實際經(jīng)驗以及量化因子和比例因子的選取規(guī)則，經(jīng)過仔細選擇，取K1=0.05，K2=0．25，K3=1，仿真結果如圖10所示。
本文中，由于汽車的順時針和逆時針的轉向時的控制道理相同，故只對逆時針轉向進行仿真。通過仿真結果可以看出，基本符合預期，在汽車轉彎半徑小時，前照燈的轉向角度大，在轉彎半徑大時，前照燈的轉彎角度小，而半徑的變化率△R對前照燈轉動角度影響小些，△R增大，前照燈的轉過角度較小。
通過仿真可以看出，基于模糊控制的汽車燈光隨動系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能，能夠提高汽車夜間行駛的安全性。
6結語
(1)分析了模糊控制理論及模糊控制技術，進行汽車燈光隨動系統(tǒng)設計，并根據(jù)汽車轉彎行駛時的實際路況找出兩個關鍵可控參數(shù)，即汽車行駛速度和方向盤轉角，把這兩個控制參數(shù)通過模糊控制方法轉為對汽車行駛半徑一個變量的控制，使控制結構簡化，以達到較好的控制效果。
(2)用Matlab軟件對模糊控制系統(tǒng)進行了仿真，仿真結果表明設計的合理性和方案的可行性。
通過仿真可以觀察到，基于模糊控制的燈光隨動系統(tǒng)可以實現(xiàn)汽車前照燈的智能轉彎，能使汽車夜間行駛的安全性大大提高，降低了駕駛員的勞動強度，且結構設計簡單、實時性強、可靠性高、易于實現(xiàn)。
