基于光纤光栅的动态汽车称重系统研究

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1、武汉理J：人学硕十学位论文摘要目前，我国道路运输车辆超载现象极为普遍，在严重地区，几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超载行为。车辆超限超载运输对交通安全、运输市场、车辆生产秩序及路桥基础设施造成了极大危害。有效的抑制超限超载的重要手段就是实现对车辆的计重收费，而计重收费的关键技术就是车辆的动态称重。因此研究汽车动态称重技术不仅具有较高的学术价值，而且具有较大的社会价值和经济价值。近年来，随着光纤传感技术的成熟，光纤光栅在很多控制、测量领域得到了广泛的应用。本文选用光纤光栅作为敏感元件，对基于光纤光栅的汽车动态称重系统进行了研究，所做的主要工作包括：(1)设计了比较完善的人机

2、交互界面与数据库系统，使得实验比较直观，也为以后的数据分析打下了较好的基础；(2)通过对光纤光栅传感特性与解调技术的研究，将传感器的敏感元进一步确定为啁啾光栅，而不是传感中更常用的光纤布喇格光栅；(3)分析了汽车动态模型，并研究了振动以及速度对汽车动态称重的影响，在此基础上对动态称重系统的总体结构进行设计；(4)研究了动态称重的信号处理技术，分析了动态称重中噪声的来源及组成，提出了利用经验模分解算法处理动态称重信号，并利用matlab进行了仿真，具有一定的创新性；(5)通过大量实验，研究称重传感器的线性特性，静态标定，并利用采集到的数据进行算法比较，验证了经验模分解算法处理

3、动态称重信号的效果。从目前对实际车辆在不同速度下的称重结果来看，本文所设计的汽车动态称重系统达到了较高的精度，是比较成功的。当然，汽车动态称重系统涉及到多方面、多学科的知识，目前的研究工作还有许多困难，离完全的商业化应用有较大差距，但是只要原理依据充分，结构设计合理，软件算法恰当，相信基于光纤光栅的汽车动态称重系统研究不仅具有学术价值，还有更广阔的应用背景。关键词：动态称重，光纤光栅，数据采集，经验模分解武汉理J：人学硕士学位论文AbstractAtpresent，thevehicleoverloadsofourcountryisextremelycommon；insome

4、area,nearlyallvehiclesexistoverloadingofvaryingdegrees．Thevehicleoverloadsbroughtlargedamagetothetrafficsafety,transportingmarket，vehicleproductionandinfrastructuralfacilities．Theimportantmeanstoeffectivelyrestrainoverloadsisto0chargebyweight，andthekeytechnologyofchargingbyweightisweightin

5、motion．Sotheresearchofvehicleweigh--in--motiontechnologynotonlyhasgreatacademicvalue，butalsohavebiggersocialvalueandeconomicvalue．Nowadays，withthematurityoffiberopticalsensingtechnology,fibergratinghadbeenwidelyappliedincontrollingandmeasuringfields．Soweselectfibergratingasthesenseorganfor

6、theresearchingofthevehicleweigh—in—motionsystem．Themainworkincludes：(1)designingthefriendlygraphicuserinterface(GUl)anddatabasesystemtogivedeeplyfoundationfortheexperimentanalysisandthefurtherdataanalysis；(2)researchingthetechnologyofthefibergratingsensorycharacteristicpropertyanddemodulat

7、iontechniques；thendeterminingthechirpedfibergratingasthesenseorgan，notthefiberbragggrating；(3)analyzingthevehicledynamicmodelandresearchingtheinfectionoflibrationandvelocitytothevehicleweigh··in··motionsystem；thendesigningthestructureofthevehicleweigh··in-·mot