动态称重系统特性分析及数据处理的研究

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随着我国市场经济的快速发展,交通运输业也呈现一片蓬勃之势。然而,经济利益驱使下,运输车辆超限超载之风屡禁不止。当车辆以超限超载状态行驶时,带来的不仅是对公路基础设施的损伤,更是对交通安全、交通秩序的威胁。为有效遏制这一现象,动态称重系统应运而生。  与传统的静态称重相比,动态称重具有节省时间、效率高、不易造成交通干扰等优点,对实现交通运输管理的现代化有着巨大的促进作用。然而,动态称重过程由于受到多种随机因素干扰,如汽车结构、行驶状态、路面情况等,对实现高精度的动态称重造成严重影响,导致超限超载检测及计重收费公信度下降。针对上述问题,本文对动态称重系统特性及数据处理进行分析研究。  本文通过分析动态称重系统组成结构及工作原理,详细阐述其工作流程;逐本溯源,针对称重系统弊端,对车辆运动状态进行动力学分析,包括汽车整体运动分析、轴载分析及振动分析三个方面,得到影响称重精度的关键因素并进行验证分析;然而,由于受干扰因素影响,称重有效信号会在一定范围内产生波动,影响测量精度。针对此现象,首先对常用数据处理方法作简单介绍,给出优劣势分析,并基于此提出运用小波变换作为数据处理方式。  文章在对小波变换原理进行阐述的基础上,介绍两种小波降噪方法:小波模极大值降噪及小波阈值降噪。系统选用小波模极大值滤波方式对轴重信号进行降噪处理,并运用交替投影法进行信号重构。设置采样点并利用小波函数db3进行5层尺度分解,通过MATLAB进行仿真实验,并通过重构信号与原始信号的MATLAB波形对比,证实小波模极大值降噪法对轴重信号噪声有很好的滤除效果。  最后,采集5km/h、15km/h、20km/h速度段下的24组现场数据,并进行算法处理,通过对比原始数据及处理后数据与静态称量值之间的误差,可知重构数据能够满足国家《GB/T21296-2007动态公路车辆自动衡器》规定的准确度等级为2的要求,控制最大误差在±2%以内。因此,小波降噪极大提高了测量精度,具有良好的现实应用价值。
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