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基于光纤光栅的汽车动态称重系统的研究
| 论文题名： | 基于光纤光栅的汽车动态称重系统的研究 |
| 关键词： | 光纤光栅;汽车动态称重;交通事故;车辆信号 |
| 摘要： | 随着交通运输业的飞速发展，汽车超载现象也日益严重。车辆超载不仅会对交通设施造成损坏，还极易引发交通事故。因此，车辆动态检测仪器在交通运输管理系统中的地位日趋重要。 对过往车辆进行实时的动态监控，首先需要设计相应的用以获取车辆信号的传感器。目前，常用的动态称重传感器主要有：压电式、电容式和弯曲盘式等，然而在实际应用中，由于各种干扰因素的影响，这些传感器存在着一些这样或那样的缺点，如测量结果随温度、时间的变化存在漂移、抗电磁干扰能力差、安装不方便，不能满足交通管理现代化的需求等等。 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)通过对光纤光栅传感特性与解调技术的研究，将传感器的敏感元确定为啁啾光栅，而不是传感中更常用的光纤布喇格光栅：(2)分析了汽车动态模型和汽车动力荷载，并研究了振动对汽车动态称重的影响，给出了汽车动态荷载模型，在此基础上对动态称重系统的总体结构进行设计：(3)分析了动态称重信号特征和影响动态称重精度的原因，提出了利用经验模分解算法处理动态称重信号，分析了经验模态分解处理信号时产生误差的原因，给出了改进方法。并且对经验模态分解算法处理动态称重数据不够彻底进行了分析和说明，提出了在经验模态分解处理的基础上，利用优化算法进行改进，并利用matlab进行了仿真。(4)分析了现有有效信号截取方法的不足，给出了能够准确截取有效信号的方法，然后通过大量的实验，利用采集到的数据进行算法比较，验证了改进后的经验模态方法处理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。 |
| 作者： | 李振锋 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 姜德生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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