裝載機稱重裝置的製作方法

2023-07-16 09:56:16 1

專利名稱：裝載機稱重裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝載機稱重裝置。
背景技術：
對裝載機動態稱重的研究一直是一個熱點，比較多見的是在裝載機動臂油缸安裝壓力傳感器，通過測量動臂舉升過程中的油壓來測量鬥內貨物的重量，稱重數學模型多為線性或分段線性模型，實現了較高的動態測量精度。專利號為CN200310109891.6的國家專利，公開了一種「用於裝載機動態稱重的智能裝置」，它採用的測重數學模型直接將採樣信號作為線性模型的數據來源。專利號為ZL200620106188. 9的國家專利，公開了一種「具有 GPRS數據傳輸的裝載機稱重裝置」，對於直接將採樣信號用於稱重提出了異議。實踐表明，測量精度受工作環境的振動及噪聲影響，動態測量精度有待提高。多年來的實踐結果及分析表明，由於裝載機傳動機構多，工作條件惡劣，裝載機在動態作業狀態中，壓力傳感器輸出信號中包含了大振動、大衝擊及強噪聲等不確定幹擾信號。上述測量方法的數據來源由採樣電路提供，數據很少進行處理，這樣做的問題是，因為油壓信號非單值，在每次舉升過程中，採樣電路的採樣數據會不同，而數學模型是固定的，將這樣的信號直接用於測重，造成稱重計算結果不唯一，誤差較大，影響精度。

發明內容
本發明要克服現有裝載機稱重裝置的容易受大振動、大衝擊及強噪聲等幹擾信號影響的缺點，提出一種能夠去除其大振動、大衝擊及強噪聲等幹擾信號、分解出其中的有用信號、為稱重模型提供單值可用信號的裝載機稱重裝置。本發明所述的裝載機稱重裝置包括嵌入式處理器、壓力傳感器、位置傳感器、觸控螢幕、GPRS無線模塊、SDRAM存儲器、FLASH存儲器和實時時鐘，所述的壓力傳感器、位置傳感器、實時時鐘的輸出端均連接於所述的嵌入式處理器，所述的觸控螢幕、SDRAM存儲器、FLASH 存儲器均有數據交換線與所述的嵌入式處理器連接，所述的GPRS無線模塊通過電平轉換器與所述的嵌入式處理器數據連接，其特徵在於所述的嵌入式處理器包含有針對輸入油壓信號的預處理模塊，所述的預處理模塊進行如下數據處理步驟(1)計算出信號x(t)所有的局部極值點，用三次樣條分別對所有極大值點和極小值點插值，得到極大值點構成的上包絡線U1 (t)和極小值點構成的下包絡線V1 (t)；(2)求出上下包絡線的均值Hi1 (t)，然後求Ill (t) =x(t)-m1(t),^ljl| h1(t)是否滿足IMF的下述兩條性質，若滿足則認為Ill (t)是信號的一階IMF，記作f\(t) =^t),否貝IJ 將Ii1 (t)當作χ (t)，重複上述過程進行篩選並判斷是否滿足IMF的兩個性質a.信號的極值點極大值或極小值數目和過零點數目相等或最多相差一個，b.由局部極大值構成的上包絡線和由局部極小值構成的下包絡線的平均值為零；假定經過若干次重複以後得到的信號滿足了 IMF的兩個性質，則將得到的IMF記作帥)；
toon] (3)將f「t)從x(t)中分離出來，記71(0 = χαΡΑα)，顯然，Y1 ω中除了穩態分量以外，仍然可能包含其他高頻分量，因此將Y1 (t)作為新的待分解信號按照前述過程繼續篩選，得到4(0 ；(4) ^ff2(t) /Ay1 (t)中分離出來，Ey2(t) = yi(t)-f2(t)，如此循環剛才的過程， 依次得到^⑴，&⑴，……，fn(t)&y3(t)，Y4(t)，……，yn(t)，直至yn(t)小於某個閾值或呈現單調，分解結束。此時原始信號可以寫成
ηx(t) = Y,Mt) + yn(t)
i=l即原始信號可以表示為一列IMF分量和一個趨勢項之和，殘餘分量yn(t)正是想要獲得的穩態有用信號。EMD時頻分析是最新發展起來的一種時頻分析方法。所謂EMD既empirical mode decomposition (經驗模態分解)，能把信號分解成一組穩態和線性的數據序列集，即本徵模函數IMF (Intrinsic mode function)，實現對信號進行濾波和去噪，具有自適應性。EMD方法認為，任何複雜的的時間序列都是由一系列非正弦的、頻率從高到低的若干階IMF組成，每一階IMF都反映了信號的動態特性，其殘餘量則反映了信號的偏移量或穩態值。EMD算法的目的在於將性能不好的信號分解為一組性能較好的IMFs，這裡IMF須滿足如下兩個性質(1)信號的極值點極大值或極小值數目和過零點數目相等或最多相差一個。(2)由局部極大值構成的上包絡線和由局部極小值構成的下包絡線的平均值為零。EMD方法的本質是通過特徵時間尺度獲得本徵振動模式，然後由本徵振動模式來分解數據序列本發明的優點是能夠去除其大振動、大衝擊及強噪聲等幹擾信號、分解出其中的有用信號、為稱重模型提供單值可用信號。


圖1是本發明的系統硬體結構圖
具體實施例方式參照附圖本發明所述的裝載機稱重裝置包括嵌入式處理器、壓力傳感器、位置傳感器、觸控螢幕、GPRS無線模塊、SDRAM存儲器、FLASH存儲器和實時時鐘，所述的壓力傳感器、位置傳感器、實時時鐘的輸出端均連接於所述的嵌入式處理器，所述的觸控螢幕、SDRAM存儲器、FLASH 存儲器均有數據交換線與所述的嵌入式處理器連接，所述的GPRS無線模塊通過電平轉換器與所述的嵌入式處理器數據連接，其特徵在於所述的嵌入式處理器包含有針對輸入油壓信號的預處理模塊，所述的預處理模塊進行如下數據處理步驟(1)計算出信號x(t)所有的局部極值點，用三次樣條分別對所有極大值點和極小值點插值，得到極大值點構成的上包絡線U1 (t)和極小值點構成的下包絡線V1 (t)；
(2)求出上下包絡線的均值Hi1 (t)，然後求Ill (t) =x(t)-m1(t),^ljl| h1(t)是否滿足IMF的下述兩條性質，若滿足則認為Ill (t)是信號的一階IMF，記作f\(t) =^t),否貝IJ 將Ii1 (t)當作χ (t)，重複上述過程進行篩選並判斷是否滿足IMF的兩個性質a.信號的極值點極大值或極小值數目和過零點數目相等或最多相差一個，b.由局部極大值構成的上包絡線和由局部極小值構成的下包絡線的平均值為零；假定經過若干次重複以後得到的信號滿足了 IMF的兩個性質，則將得到的IMF記作帥)；(3)將f\(t)從x(t)中分離出來，記71(0 =乂(0-1(0，顯然，71(0中除了穩態分量以外，仍然可能包含其他高頻分量，因此將Y1 (t)作為新的待分解信號按照前述過程繼續篩選，得到f2(t)；(4)將^⑴/Ay1 (t)中分離出來，記 ⑴=yi(t)-f2(t)，如此循環剛才的過程， 依次得到4(0，&(0，……，fn(t)&y3(t)，y4(t)，……，yn(t)，直至yn(t)小於某個閾值或呈現單調，分解結束。此時原始信號可以寫成
權利要求
1.裝載機稱重裝置，包括嵌入式處理器、壓力傳感器、位置傳感器、觸控螢幕、GPRS無線模塊、SDRAM存儲器、FLASH存儲器和實時時鐘，所述的壓力傳感器、位置傳感器、實時時鐘的輸出端均連接於所述的嵌入式處理器，所述的觸控螢幕、SDRAM存儲器、FLASH存儲器均有數據交換線與所述的嵌入式處理器連接，所述的GPRS無線模塊通過電平轉換器與所述的嵌入式處理器數據連接，其特徵在於所述的嵌入式處理器包含有針對輸入油壓信號的預處理模塊，所述的預處理模塊進行如下數據處理步驟(1)計算出信號x(t)所有的局部極值點，用三次樣條分別對所有極大值點和極小值點插值，得到極大值點構成的上包絡線ujt)和極小值點構成的下包絡線V1 (t)；(2)求出上下包絡線的均值Hi1(t)，然後求Ill (t) = χ (t) -Hi1 (t)，判斷Ill (t)是否滿足IMF 的下述兩條性質，若滿足則認為Ii1 (t)是信號的一階IMF，記作f\(t) = Mt)，否則將Mt) 當作x(t)，重複上述過程進行篩選並判斷是否滿足IMF的兩個性質a.信號的極值點極大值或極小值數目和過零點數目相等或最多相差一個，b.由局部極大值構成的上包絡線和由局部極小值構成的下包絡線的平均值為零；假定經過若干次重複以後得到的信號滿足了 IMF的兩個性質，則將得到的IMF記作 fi(t)；(3)將糊從x(t)中分離出來，記71(0= χα)-。(t)，顯然，yi(t)中除了穩態分量以外，仍然可能包含其他高頻分量，因此將Y1 (t)作為新的待分解信號按照前述過程繼續篩選，得到^⑴；(4)將^⑴/Ay1W中分離出來，記講=yi(t)-f2(t)，如此循環剛才的過程，依次得到4(0，&(0，……，fn(t)&y3(t)，y4(t)，……，yn(t)，直至yn(t)小於某個閾值或呈現單調，分解結束。此時原始信號可以寫成
全文摘要
裝載機稱重裝置，包括嵌入式處理器、壓力傳感器、位置傳感器、觸控螢幕、GPRS無線模塊、SDRAM存儲器、FLASH存儲器和實時時鐘，所述的壓力傳感器、位置傳感器、實時時鐘的輸出端均連接於所述的嵌入式處理器，所述的觸控螢幕、SDRAM存儲器、FLASH存儲器均有數據交換線與所述的嵌入式處理器連接，所述的GPRS無線模塊通過電平轉換器與所述的嵌入式處理器數據連接，所述的嵌入式處理器包含有針對輸入油壓信號的預處理模塊。能夠去除幹擾信號、分解出其中的有用信號、為稱重模型提供單值可用信號。
文檔編號G01G23/00GK102346064SQ201110266519
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者劉勤賢, 呂煒, 周雲水, 張建奇 申請人:浙江工業大學