基于壓電薄膜的車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)精度研究.pdf

1、隨著交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，車輛超限超載現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，這嚴(yán)重影響了公路橋梁的壽命，尤其對跨江、跨海大橋等大跨度橋梁的安全使用帶來了巨大危害，而車輛動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)是目前國內(nèi)外有效治理車輛超限超載現(xiàn)象的主要手段。目前，稱重精度差仍是制約車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)發(fā)展的主要因素，本文主要針對現(xiàn)有稱重系統(tǒng)存在的問題以及稱重精度的影響因素進(jìn)行分析，為提高動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)精度進(jìn)行相關(guān)研究，取得了較為理想的效果，論文主要工作如下：
　　首先，根據(jù)車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)

2、的基本組成與工作流程進(jìn)行多傳感器動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)測試平臺(tái)的布局設(shè)計(jì)，并對影響動(dòng)態(tài)稱重精度的車輛相關(guān)因素和非相關(guān)因素進(jìn)行詳細(xì)分析，為動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的多傳感器布置及稱重算法研究等后續(xù)內(nèi)容構(gòu)建了一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，并提供相關(guān)理論基礎(chǔ)。
　　其次，建立了基于正弦波路面激勵(lì)的車輛動(dòng)荷載模型，并對最大動(dòng)荷載系數(shù)的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析?；谲囕v動(dòng)荷載模型，以多變量條件下的多傳感器平均相對誤差作為判斷指標(biāo)，提出一種新的多傳感器布置方案。結(jié)果表明，在最佳傳感

3、器布置間距區(qū)間下，由車輛動(dòng)荷載引起的稱重平均相對誤差隨傳感器數(shù)量的增加而降低，從而表明采用多傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱重可有效提高稱重精度。
　　再次，將奇異譜分析法用于動(dòng)態(tài)稱重軸重信號(hào)的降噪處理中，提出一種新的重構(gòu)階次選擇方法，簡化了重構(gòu)階次選擇的判斷準(zhǔn)則，提高了數(shù)據(jù)處理效率并取得良好的降噪平滑效果。通過分析環(huán)境溫度及車速對稱重結(jié)果的影響，提出了一種車重計(jì)算的改進(jìn)方法，對軸重信號(hào)面積進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)果表明，可有效降低單傳感器測量的稱重誤差。<

4、br>　　最后，將BP和Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于多傳感器檢測的數(shù)據(jù)融合中，利用其強(qiáng)大的非線性函數(shù)逼近能力預(yù)測車輛實(shí)際重量?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)樣本設(shè)計(jì)與模型參數(shù)選擇，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)模型。以網(wǎng)絡(luò)輸出的均方誤差、相對誤差、訓(xùn)練時(shí)間作為網(wǎng)絡(luò)性能評價(jià)指標(biāo)，對比分析了BP和Elman網(wǎng)絡(luò)的性能，而Elman網(wǎng)絡(luò)具有更好的穩(wěn)定性及更快的訓(xùn)練速度，故最終采用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合。結(jié)果表明，Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法較傳統(tǒng)的稱重平均值法的稱