本文關(guān)鍵詞：基于BP算法的整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重儀表的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)高速公路采用的軸重式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)存在的問(wèn)題主要有:車(chē)輛通行效率低、稱(chēng)量精度低、系統(tǒng)不能對(duì)超長(zhǎng)、超寬和特種車(chē)輛進(jìn)行有效的計(jì)重,收費(fèi)站經(jīng)常出現(xiàn)擁堵、爭(zhēng)吵等現(xiàn)象。因此,整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)因其高精度、高效率的稱(chēng)量正被用戶(hù)逐步認(rèn)可。整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)與整車(chē)式靜態(tài)稱(chēng)重平臺(tái)技術(shù)相結(jié)合而設(shè)計(jì),系統(tǒng)在提高稱(chēng)量精度的同時(shí),還可以有效的防止車(chē)輛不規(guī)范行駛而導(dǎo)致的逃費(fèi)行為。稱(chēng)重儀表作為稱(chēng)重系統(tǒng)的核心模塊,其功能和性能直接影響稱(chēng)重系統(tǒng)的稱(chēng)量精度和工作效率。本文根據(jù)整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的技術(shù)要求,提出了動(dòng)態(tài)稱(chēng)重儀表的設(shè)計(jì)方案,方案包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和稱(chēng)重算法設(shè)計(jì)三部分。本文的主要內(nèi)容如下:第一,介紹了動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)及儀表的研究背景和意義,根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r,提出了系統(tǒng)和儀表的設(shè)計(jì)方案,同時(shí),介紹了本文的結(jié)構(gòu)安排。第二,介紹了整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),并對(duì)系統(tǒng)各組成部分的工作原理和系統(tǒng)工作模式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。第三,根據(jù)整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的技術(shù)方案要求,對(duì)儀表硬件電路進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì);根據(jù)傳感器并聯(lián)電路原理,設(shè)計(jì)信號(hào)預(yù)處理電路。第四,基于WinCE嵌入式操作系統(tǒng)的多線(xiàn)程模塊化編程技術(shù)開(kāi)發(fā)的整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重儀表的軟件設(shè)計(jì)和基于MCGS組態(tài)軟件的儀表屏幕程序設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了各模塊程序設(shè)計(jì)過(guò)程及主要功能代碼。第五,根據(jù)整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重信號(hào)的特點(diǎn),采用單子帶重構(gòu)改進(jìn)算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法相結(jié)合的方法對(duì)稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行處理,建立Matlab仿真模型。第六,對(duì)整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行仿真,并將儀表應(yīng)用于實(shí)際工程中,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,對(duì)儀表的稱(chēng)量精度和可行性進(jìn)行驗(yàn)證。第七,總結(jié)本文的設(shè)計(jì)工作,展望未來(lái)稱(chēng)重系統(tǒng)及儀表的發(fā)展。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)有:第一,稱(chēng)重承載器采用長(zhǎng)秤體、多臺(tái)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),具有動(dòng)態(tài)整車(chē)稱(chēng)重、多車(chē)連續(xù)不間斷稱(chēng)量的特點(diǎn),和通行效率高、稱(chēng)重準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。第二,儀表硬件采用以EPC-8000工控板為核心的模塊化電路設(shè)計(jì),軟件采用基于WinCE嵌入式操作系統(tǒng)的多線(xiàn)程模塊化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),儀表處理速度快、運(yùn)行效率高、冗余性好。第三,采用單子帶重構(gòu)改進(jìn)算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波預(yù)處理,然后利用BP算法結(jié)合車(chē)型、車(chē)速和加速度對(duì)稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行再次處理,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的同時(shí),提高了稱(chēng)重精度。本課題設(shè)計(jì)的儀表在高速公路收費(fèi)站試運(yùn)行兩個(gè)月期間,稱(chēng)重系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,且系統(tǒng)總體性能較軸重式稱(chēng)重系統(tǒng)有很大提升。應(yīng)用本設(shè)計(jì)的算法對(duì)稱(chēng)重信號(hào)處理后,整車(chē)稱(chēng)量誤差控制在1%以?xún)?nèi),滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)《JJG907-2006動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡檢定規(guī)程》中規(guī)定的1級(jí)秤誤差要求。
【關(guān)鍵詞】：整車(chē)式 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重 WinCE 單子帶 BP算法 稱(chēng)量精度
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U492.321
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)及儀表研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀16
• 1.2.3 稱(chēng)重系統(tǒng)及儀表存在的問(wèn)題16-17
• 1.3 本文設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)安排17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-20
• 第二章 整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)概述20-30
• 2.1 稱(chēng)重系統(tǒng)布局20-21
• 2.2 系統(tǒng)功能說(shuō)明21-27
• 2.2.1 整車(chē)式稱(chēng)重平臺(tái)單元21-22
• 2.2.2 輪軸檢測(cè)單元22-23
• 2.2.3 車(chē)輛分離器單元23-24
• 2.2.4 整車(chē)式稱(chēng)重儀表24-27
• 2.3 工作模式切換27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 整車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重儀表硬件設(shè)計(jì)30-42
• 3.1 儀表設(shè)計(jì)要求30
• 3.2 儀表硬件結(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 儀表硬件設(shè)計(jì)31-38
• 3.3.1 CPU模塊31-34
• 3.3.2 A/D模塊34-36
• 3.3.3 儀表電源模塊設(shè)計(jì)36
• 3.3.4 通訊模塊設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.5 信號(hào)采集模塊37-38
• 3.4 稱(chēng)重信號(hào)預(yù)處理電路38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 基于WinCE操作系統(tǒng)的儀表軟件設(shè)計(jì)42-62
• 4.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境及程序結(jié)構(gòu)42-44
• 4.1.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境42-43
• 4.1.2 程序結(jié)構(gòu)43-44
• 4.2 監(jiān)控程序44-46
• 4.3 主程序流程46-49
• 4.3.1 WinCE多線(xiàn)程編程46-47
• 4.3.2 主程序結(jié)構(gòu)47-49
• 4.4 主程序設(shè)計(jì)49-57
• 4.4.1 UI服務(wù)線(xiàn)程49-50
• 4.4.2 AD中斷服務(wù)線(xiàn)程50-52
• 4.4.3 整車(chē)信息處理線(xiàn)程52-54
• 4.4.4 通訊線(xiàn)程54-56
• 4.4.5 Dbg線(xiàn)程、參數(shù)存儲(chǔ)線(xiàn)程56-57
• 4.5 顯示屏幕設(shè)計(jì)57-60
• 4.5.1 MCGS組態(tài)軟件58-59
• 4.5.2 儀表基本界面設(shè)計(jì)59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 第五章 整車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)處理算法研究62-84
• 5.1 整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重信號(hào)分析62-63
• 5.2 BP算法63-68
• 5.2.1 BP算法原理64
• 5.2.2 BP算法權(quán)系數(shù)計(jì)算64-67
• 5.2.3 BP算法流程67-68
• 5.3 單子帶重構(gòu)改進(jìn)算法68-75
• 5.3.1 Mallat算法68-70
• 5.3.2 單子帶重構(gòu)算法70
• 5.3.3 單子帶重構(gòu)改進(jìn)算法70-71
• 5.3.4 算法仿真比較71-73
• 5.3.5 稱(chēng)重信號(hào)濾波預(yù)處理73-75
• 5.4 基于BP算法的整車(chē)式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重模型的建立75-82
• 5.4.1 BP算法函數(shù)的選擇75-77
• 5.4.2 輸入、隱層和輸出層的確定77-79
• 5.4.3 BP算法網(wǎng)絡(luò)模型的建立79
• 5.4.4 BP網(wǎng)絡(luò)模型在線(xiàn)學(xué)習(xí)79-80
• 5.4.5 基于Matlab的BP算法訓(xùn)練80-82
• 5.5 本章小結(jié)82-84
• 第六章 實(shí)驗(yàn)仿真與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試84-92
• 6.1 仿真結(jié)果分析84-85
• 6.2 算法在儀表中的實(shí)現(xiàn)85-86
• 6.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試86-90
• 6.3.1 靜態(tài)測(cè)試86-87
• 6.3.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試87-90
• 6.4 本章小結(jié)90-92
• 第七章 總結(jié)與展望92-94
• 7.1 總結(jié)92
• 7.2 展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)位論文100

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