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随车压实度实时检测仪系统研究与算法设计
| 论文题名： | 随车压实度实时检测仪系统研究与算法设计 |
| 关键词： | 公路建设;随车实时检测仪;压实度;频域分析算法;信号处理 |
| 摘要： | 压路机振动压实作业是现代公路建设施工过程中一个重要的组成部分,路基和路面的压实质量直接决定了公路的使用寿命和行车安全。压实度是一种表征材料被压实程度的物理量.。因此,准确快捷的压实度检测是保证压实作业质量的关键环节。近年来,陆续出现了利用压路机振动轮与筑路材料的动力学特性进行材料压实度检测的研究并开发了相关产品。本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,针对课题组现有的压实度检测仪存在的不足,采用了一种基于频域分析的新算法,提高了压实度检测的稳定性和适应性,实现了系统的升级改进。 论文分析了在二自由度“振动压路机振动特性-路基路面压实度”关系模型中,振动轮加速度信号高频谐波分量与材料刚度之间存在的数学关系,重点在频率域内对其进行了研究,以此作为压实度频域算法的理论基础;介绍了随车压实度检测仪的基本工作原理和硬件结构配置方法;重点分析了在CPU模块中根据加速度信号和速度信号进行压路机工作状态判定、相对压实度计算、绝对压实度计算、单点压实度位移确定等关键算法,并使用Matlab软件对信号处理的重要环节进行了仿真验证;论述了包括主程序、采集卡驱动程序、算法程序等主要部分的软件实现方法和效果;叙述了该系统在内蒙古地区一处公路建设工地的路基压实作业现场与其他几种检测方法一同进行现场测试的过程,通过对测试数据进行分析对比得出测试结论,以验证频域分析算法的实用性和优越性。 通过理论分析和实践测试证明,本文研究的以随车压实度实时检测仪为载体的频域分析算法实现了在振动压实作业进行同时对材料压实度准确、快速、全面地检测,并体现出更强的稳定性和适应性,可以为用户实时提供压实作业进展信息,有效地提高了工作质量与效率。 |
| 作者： | 刘童 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 宋焕生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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