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阐述动态基于DSP智能动态称重技术

收藏本文 2024-02-14 点赞:16102 浏览:69897 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文在对国内外已运用的动态称重系统利用近况进行探讨的基础上,浅析了目前利用的动态称重系统有着的不足,提出相关的改善措施,设计了基于DSP的汽车动态称重系统,并通过实验进行了验证。首先浅析了汽车的运动状态与动力特性,得到包括汽车速度、汽车振动、地面不平整等影响汽车动态称重精度的一系列因素,采取三维简化模型,通过探讨汽车行进历程中振动产生的种类和理由,提出动态称重系统的设计思想,以硬件和软件两方面找出提升动态称重速度和精度的有效措施。采取电阻应变式称重传感器搭建的称重平台,设计了以DSP为核心制约电路,包括信号放大电路、滤波电路、A/D转换电路、通信电路以及各种辅助电路。并详细介绍了汽车动态称重软件系统的开发策略和开发历程,采取CCS集成开发环境,以软件模块化设计的思路,分别设计了动态测量模块、数据采集和A/D转换模块、数据处理模块和串口通信模块以及主程序模块。称重数据的信号处理对动态称重的精度有着非常重要的影响。本论文在比较了动态称重信号的几种处理算法基础之上,选用平均算法,首先通过设计FIR低通滤波器对采集的信号进行滤波处理,减少汽车振动以及各种干扰因素对称重结果的影响,提升系统精度;然后采取自适应补偿算法改善系统的动态特性,提升系统动态响应的速度。在MATLAB中对称重信号进行仿真,经过FIR滤波和自适应补偿的处理,取得了比较理想的结果。关键词:汽车动态称重论文FIR论文数字滤波器论文窗函数论文自适应动态补偿论文DSP论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-10

    第1章 绪论10-22

    1.1 课题探讨的作用和目的10-11

    1.2 汽车动态称重系统(WIM)概述11-13

    1.2.1 汽车动态称重系统的基本构成12-13

    1.2.2 汽车动态称重系统的工作历程13

    1.3 国内外探讨的近况13-20

    1.3.1 国外探讨的近况14-17

    1.3.2 国内探讨的近况17-18

    1.3.3 数据处理算法的探讨近况18-20

    1.3.4 汽车动态称重有着的不足和进展走势20

    1.4 本论文探讨的主要内容20-22

    第2章 汽车动态称重动力学浅析22-34

    2.1 汽车运动状态浅析22-27

    2.1.1 汽车整体运动浅析23-24

    2.1.2 汽车振动产生的理由24-25

    2.1.3 动态载荷25-27

    2.2 汽车动态称重历程浅析27-31

    2.2.1 动力学浅析27-29

    2.2.2 FIR 数字滤波器在消除干扰方面的运用29-31

    2.3 基于以上浅析提出的系统设计思路31

    2.4 本章小结31-34

    第3章 系统硬件电路设计34-54

    3.1 系统的总体结构34-35

    3.2 数据核心处理器选择35-38

    3.2.1 动态称重信号对实时处理性能的要求35

    3.2.2 DSP 芯片的选择35-37

    3.2.3 核心处理器 TMS320VC541637-38

    3.3 调理电路设计38-41

    3.3.1 电阻应变式称重传感器38-39

    3.3.2 放大电路的设计39-41

    3.4 滤波电路设计41-43

    3.5 A/D 转换电路设计43-44

    3.6 RS-232 通信接口设计44-45

    3.7 电源电路设计45-48

    3.7.1 系统交直流转换电路设计45-46

    3.7.2 直流稳压电源设计46-47

    3.7.3 DSP 供电设计47-48

    3.8 辅助电路设计48-52

    3.8.1 时钟电路设计48-49

    3.8.2 复位和看门狗电路的连接49-50

    3.8.3 JTAG 仿真接口的连接50-52

    3.9 本章小结52-54

    第4章 数据处理算法的探讨54-70

    4.1 数据处理总体结构54-55

    4.2 窗函数法设计 FIR 低通滤波器55-62

    4.2.1 FIR 滤波器的基本原理55-56

    4.2.2 窗函数56-59

    4.2.3 数字低通滤波器的设计59-62

    4.3 极点配置自适应补偿动态称重策略62-67

    4.3.1 汽车动态称重模型62-64

    4.3.2 称重模型动态校正64-65

    4.3.3 自适应动态校正65-67

    4.4 数据处理的 MATLAB 仿真实验67-68

    4.5 本章小结68-70

    第5章软件设计70-78

    5.1 集成开发环境 CCS70-71

    5.2 DSP 的工作流程和程序设计71-76

    5.2.1 数据采集模块子程序72-73

    5.2.2 数据处理子程序73-75

    5.2.3 串口通信子模块75-76

    5.3 本章小结76-78

    第6章 总结与展望78-80

    6.1 工作总结78-79

    6.2 进展展望79-80

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