动态称重系统振动信号分析研究

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1、公路交通技术2015年l0月第5期TechnologyofHighwayandTransportOct．2015No．5DOI：10．13607／j．cnki．gljt．2015．05．025动态称重系统振动信号分析研究朱世宇(重庆市华驰交通科技有限公司，重庆400060)摘要：对车辆进行动态称重时，称重结果与车辆的行驶方式有很大关系。车辆行驶过程中产生的不规则振动噪声会使动态称重难度增加，往往造成称量结果与车辆实际重量不符。介绍小波变换降低振动噪声的方法，并将其用于动态称重，以研究降低振动噪声对动态称重精度的影响。关键词：动态

2、称重；汽车衡；振动；小波变换文章编号：1009—6477(2015)05—0107—03中图分类号：U491．5文献标识码：AAnalysisandStudyofVibrationSignalofDynamicWeighingSystemZHUShiyuAbstract：Theresultofdynamicweighingofvehiclesisgreatlyrelatedtodrivingwaysofvehicles．Irregularvibrationnoiseproducedindrivingprocessofvehicl

3、eswilladddynamicweighingdificultyandusuallycauseinconsistencyofweighingresultwiththeactualweightofvehicles．Thispaperintroducesthemethodofwavelettransformtoreducenoiseandappliesitfordynamicweighingtostudyinfluencesofreductionofvibrationnoiseondynamicweightingaccuracy．

4、Keywords：dynamicweighing；motortruckscale；vibration；wavelettransform为了有效遏制超限运输、延长公路的使用寿命，因素。车辆运动分析模型如图1所示。我国大部分省份进行了公路运输计重收费及超限检测。自计重收费以来，超载车辆减少了90％以上，公路通行状况得到显著改善¨j。目前计重收费普遍采用动态称重设备，也称不停车收费计重设备。动态称重与静态称重最大的不同之处是：静态称重设备计重时，车辆是静止的；动态称重设备计重时，图1车辆运动分析模型车辆处于行驶状态，且速度不一。车辆的

5、运动一般静指沿其行驶方向的移动。广义上讲，称重台上所有本文将车辆运动简单分为以下2种：沿、Y、z方位都存在着各种大小不同的力，这些力与车重所轴的单方向移动；围绕、Y、z各轴的转动。对于针对应的增量叠加在一起，使计重过程受到干扰，大大对轴载重量进行称重的系统来说，这2种方向的运降低称重精度。本文对力的来源进行分析，并研究动均可能带来对重量信号的明显影响；而对于整车将其滤除的方法，以使动态称重的精度得到提高。称重而言，则可以忽略大多数方向的运动。由于称重传感器对垂直方向的力非常敏感，因此，沿z轴的1动态称重结果影响因素运动，即垂直方

6、向上的运动，也就是车辆行驶中的振车辆是动态称重系统的称重本体，其设计及运动，对车辆动态称重系统产生的干扰最为严重，同时动过程非常复杂，且其动态称重的影响因素较多，其垂直方向上的运动也是载重信号处理中较难处理的中车辆的振动摇摆是影响其动态测量准确度的主要一种干扰。基金项目：重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2014jcyjA30022)收稿日期：2015—05一l4作者简介：朱世宇(1984一)，男，重庆市人，硕士，工程师．108公路交通技术2015血一段时间内仪器采集到的秤台载重数据波形如变换前，首先要对该函数进行选择，因为

7、小波变换中图2所示。测量期间通过秤台的车辆为总重49800采用的小波函数不同，则变换结果也不一样。常用kg的4轴车，其以不同的速度5次通过秤台。小波函数有Haar小波、Daubechies小波、Coiflets小波、Meyer小波等。通常，小波函数的选取原则是尽量使小波波形近似于待i贝0瞬态信号。因为小波变换系数的大小实际上反映了信号的某一部分与对应小波函数的相似程度，系数越大，则表面信号局部与对应的小波基函数越相似。本文选择Haar小波，利用matlab软件对原始信号进行了8次小波分解，并将分解的高频系[J寸li]／o．1数置

8、零，然后进行小波重构，获得了去噪后的信号，图2秤台载重信号波形如图3所示。从图2可以清楚看出，车辆的振动使真实载重信号淹没在各种复杂的振动信号中。因此，要想使静态载重信号客观、真实地得到反映，就必须对这些振动引进的干扰信号进行有效减缓和消除，以削弱其对动态称重的