公路動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究.pdf

1、交通運輸業(yè)的發(fā)展無疑對國民經(jīng)濟建設(shè)起到了積極的推動作用，但是號稱公路隱形殺手的營運車輛超載現(xiàn)象屢禁不止，其危害是多方面的：加速損壞公路路面，增加公路養(yǎng)護成本；使國家稅費大量流失；造成交通事故頻繁發(fā)生；嚴重的環(huán)境污染；加速車輛的損壞。因此加強公路運輸?shù)墓芾?、保障行車安全等問題也顯得日趨重要。車輛動態(tài)稱重，即在非停車的運動狀態(tài)下的稱重，與停車狀態(tài)下的靜態(tài)稱重相比，其主要特點是節(jié)省時間，效率高，使得稱重時不至于造成對正常交通的干擾。汽車動態(tài)稱

2、重是加強公路超限運輸、強制實施超限法規(guī)等管理現(xiàn)代化、科學化的技術(shù)條件。動態(tài)車輛稱重系統(tǒng)的研究對于保護公路的正常使用有著重要的經(jīng)濟意義和社會價值。就汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)而言，動態(tài)稱量精度、汽車的通過速度是其性能指標中最重要的，它標志著汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)的技術(shù)水平的高低。目前較為流行的是軸重稱量——軸重儀，即分別測出車輛各軸軸荷，再由測試系統(tǒng)計算出整車重量。在靜態(tài)稱重時，車輛的輪胎平穩(wěn)的作用于軸重儀稱臺上除真實軸重外，無任何其它外力干擾。因此可以

3、實現(xiàn)高精度測量。 本文在分析參考了幾種方法以后，提出了一種FIR數(shù)字濾波方法，這種方法具有濾波效果好濾波參數(shù)修改方便而且容易實現(xiàn)等優(yōu)點。由于FIR算法的運算量比較大，如果單純用單片機來實現(xiàn)很難做到實時處理，所以我們用DSP來實現(xiàn)FIR算法，單片機用來做一些輔助工作。 第一部分分析了汽車的運動狀態(tài)和動力特性。從稱重本體出發(fā)分析了汽車的運動狀態(tài)和動力特性。動態(tài)稱重時，車輛以一定速度通過軸重稱量平臺，作用在平臺上的力除真實軸重

4、外，還有許多因素產(chǎn)生的干擾力，真實軸重被淹沒在各種干擾力中，給動態(tài)稱重實現(xiàn)高精度測量造成很大困難。本文就所存在的干擾進行整理、分析綜合，從動態(tài)測試系統(tǒng)的整體角度探討能減小或消除這些干擾力影響程度的措施和測試方式，無疑有助于高精度動態(tài)稱重技術(shù)的進步及測試系統(tǒng)的發(fā)展。 第二部分講述了硬件設(shè)計的原理及其實現(xiàn)。詳細的介紹了各硬件的組成部分。DSP完成數(shù)字濾波，算法速度快，可以實現(xiàn)實時處理。由于需要進行顯示和與上位機通訊，所以也采用了單片

5、機，它具有使用簡單價格低廉通用性好等特點。這樣就有效的分擔了DSP的負擔(其實DSP也可以實現(xiàn)這些功能)，而且編程容易。文章還詳細的介紹了放大濾波電路的設(shè)計原理及具體實現(xiàn)電路。為了將模擬量變成DSP和單片機可以識別的數(shù)字量，所以必須有A/D轉(zhuǎn)換電路。為了保證轉(zhuǎn)換速度和精度故而選用高速模數(shù)變換器AD7714。在設(shè)計中還做了RS232通訊電路，這樣可以實現(xiàn)與上位機的通訊，有利于數(shù)據(jù)的存儲。 第三部分講述了數(shù)據(jù)處理算法其FIR算法的實

6、現(xiàn)，描述了FIR算法的原理，給出了具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖和簡單的實現(xiàn)程序。在這一部分還重點講述了FIR算法的基本原理并且給出了試驗結(jié)果，推導了其中所有的重要公式，并且對幾種窗函數(shù)做了比較，闡明了加窗函數(shù)對結(jié)果的影響。在這里還給出了實現(xiàn)FIR算法的結(jié)構(gòu)圖。在第五章先介紹了幾種常用濾波窗函數(shù)的特點，文中建立了稱重系統(tǒng)的數(shù)學模型，并通過數(shù)學模型推出了系統(tǒng)振動表達式，確定了系統(tǒng)信號處理的主要噪聲模型。系統(tǒng)采用數(shù)字濾波系統(tǒng)進行信號處理，利用窗函數(shù)作為濾波