2022年动态称量信号离散小波变换数字滤波处理方法 .pdf

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1、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，

2、共 7 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 动态称量信号离散小波变换数字滤波处理方法作者：张西良， 杨伟玲， 李萍萍， 张世庆 ， Zhang Xiliang， Yang Weiling ， Li Pingping， Zhang Shiqing作者单位：张西良,杨伟玲,张世庆,Zhang Xiliang,Yang Weiling,Zhang Shiqing(江苏大学机械工程学院

3、,212013,镇江市) ， 李萍萍,Li Pingping( 江苏大学)刊名：农业机械学报英文刊名：TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY FOR AGRICULTURAL MACHINERY年，卷(期)：2008 ，39(7)被引用次数：0次参考文献(8条)1. 王庆河. 王庆山 数据处理中的几种常用数字滤波算法期刊论文-计量技术 2003(04)2. 徐长发. 李国宽 实用小波方法 20043. Mallat S ATheory for multiresolution signal decomposition:the wavelet representat

4、ion 1989(07)4. Rioul Olivier. Duhamel PierreFast algorithms for discrete and continuous wavelet transform1992(02)5. 樊友平. 陈允平 . 柴毅 火箭飞行实时测量数据的小波滤波快速算法期刊论文-数据采集与处理 2004(04)6. 蒋东方. 陈明 一种实时小波降噪算法 期刊论文-仪器仪表学报 2004(06)7. 张西良. 李萍萍 . 毛翠云 一种带减振装置动态称量台架 20068. 刘杰. 侯祥林 反共振理论在减振技术中应用 1994(04)相似文献(10条)1.学位论文虞启凯

5、动态定量称量系统的研究2003 该论文中概述了动态称量技术国内外研究现状和发展,说明了研究动态称器的必要性和迫切性,该文是把动态称量和定量控制相结合 ,使控制算法来实现多级控制 ,从而提高了称量的精度和速度 ,弥补了单独提高动态称量精度或单方面优化定量控制策略的不足. 论文具体分析了定量称量问题 ,首先是把称量系统看作是一个二阶系统 ,建立数学模后 ,进行拉普拉斯变换和 Z变换后得出一个质量仅与系统参数有关的关系式,从而把称量问题转化为一个系统参数识别问题来解决 .通过编写的程序来采集系统信号并进行处理(运用渐消递推最小二乘法 )对系统参数进行识别 ,从而得出称量结果 .该文是通过 TDN-A

6、C/ACS系统进行仿真一个二阶系统产生一个阶跃信号,由于TDN-AC/ACS系统的参数可以从理论上算出 ,该文通过采集信号 ,再对信号进行处理辩识出 TDN-AC/ACS系统的参数与其理论值进行比较 ,同时多次改变系统中的 R 值来改变系统参数 ,并进行参数识别与理论值比较 ,结果是比较满意的 .由于控制对称量精度影响同样很重要 ,所以该文还运用了一种控制方法来改善控制过程,由于在不同的环境下 ,控制的设备不同 ,系统的一些参数也要变化 ,这样如果把控制点确定为固定的值 ,有时误差会很大 ,该文是在每次识别系统一些参数来改变控制点的大小.这样就减小了称量系统的误差 ,提高了称量精度.2.学位论

7、文官兴田 基于计算机控制称量式稳定土厂拌的研制2006 高速公路的跨跃发展成为我国公路建设发展的重点，为建设出高质量、长效稳定的高速公路研制出工作稳定可靠、生产高效、自动化程度高的稳定土拌合设备是重要的研究课题之一。在采纳国内外几十年研究成果的基础上，经消化、吸收引进各项新技术，结合现代电子，研制出基于计算机控制电子计量式 WEB500型稳定土厂拌，为我国高速公路建设提供了高效率、高可靠性保障和服务。 本文根据国内外公路设备的发展趋势，提出了电子计量式稳定土设备的各项要求和方案要求。在此基础上，分析比较了各种衡量方案、称量原理，给出了控制系统电路图和计算机界面。 根据计量式稳定土厂拌的要求，提

8、出了计算机控制系统的组成，分析研究数据采集、信号处理等环节，完成了软件编程和关键部件的设计。 为了用户更好地使用该设备，给出了该设备的使用调试方法和简单的维护步骤。通过试制和客户试用该机获得了好评。3.期刊论文侯达盘. 张西良. 刘菊东. HOU Da-pan . ZHANG Xi-liang . LIU Ju-dong选别机的动态特性分析及其称量信号处理 -包装工程 2008,29(2) 为了提高选别机的称量准确度和速度 ,对选别机称量系统的动态特性进行分析,建立称量系统模型 ,分析影响称系统的动态特性因素 ,通过基于传感器的动态品质补偿模拟了增大阻尼技术 ,保证测量系统动态响应的快速准确性

9、 .结果表明 ,采用动态补偿有利于提高称量的准确性.4.学位论文姜伶斌 基于电磁力平衡传感器的在线称量系统的研制2009 目前有些流水化生产线上产品的称重或者配料还是采用人工控制的方式，这种方式不但耗用了大量的人力，也是高速生产和质量管理的瓶颈。为解决这个瓶颈问题，亟需要与之相适应的称重计量装置。本设计就是为解决高速生产中的质量控制问题而研制的实时在线的称重系统。 首先，在了解和分析在线动态称重技术国内外研究现状的基础上，引出了本次毕业设计的目的和意义，列出了本次设计的重点和难点。 其次，将目前常用的几种类型的称重传感器的特点及优缺点进行比较，分析了电磁力平衡传感器在本次设计中的优势及其特性，

10、重点对电磁力平衡传感器的工作原理做了介绍，其工作原理是通电导线在磁场中受到的安培力和物体所受的重力平衡的原理，当磁场强度B 、导线长度 L为恒定值时，所需要的物体的重量就与电流的大小成正比。该传感器采用主动控制的测量方式，具有电阻应变片式传感器所无法比拟的优点，可达到更高的精度和更快的响应速度。在文中以系统方框图并建立力学数学模型的方式对开环系统和闭环系统进行了比较，电磁力平衡传感器基于闭环控制的工作方式，相比开环控制，精度高，对外部扰动和系统参数变化敏感度低。 系统的整体结构设计和软硬件设计在文中做了具体介绍。整个系统分为三个部分，即输送部分，称重部分和输出部分。输送装置将称重产品传送至称重

11、台，在经过称重台的瞬间完成称重过程，在输出部分，根据预设信息判断产品是否合格及是否进行剔除动作。传感器输出数据的采集和控制电路中采用了 PID 调节的控制方法，大大改善了系统的动态特性，响应速度快而稳态误差小。模数转换方式上选用脉宽调制式的A/D 转换方式，精度高。在电路中采用 ALTERA的MAX II 系列CPLD 器件EPM570代替传统的 74 系列芯片进行信号处理，其硬件结构由软件完成，具较强的灵活性。主控芯片采用ATMEL的AVR 单片机 ATmega16L，采用中断方式读取经 EPM570处理后输出的数据，根据得到的重量信息判断是否打开剔除装置及报警电路。MCU与上位机之间采用串

12、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 口通讯，实现数据的实时传输。上下位机间的通讯采用RS-485 方式得到，相比 RS-232 具有更高的可靠性。软件设计中，主要介绍了程序主体的编程思路和流程图的设计，对可编程逻辑器件 EPM570的编程操作，还简单介绍了上位机软件设计中的一些关键问题。上位机软件对串口数据进行接收并处理，绘制出实时的重量折线图和直方图，并计算出平均值、标准差等，采用后台数据库保存信息，以便日后进行查

13、询，统计等。 为得到一个可靠的、高性能的系统，文中还介绍了一些系统可靠性设计的软硬件措施及PCB 布线注意事项。对信号的判别及处理在得到准确可靠的称重信息时尤为重要，本次设计在模拟滤波的基础上另外采用了数字滤波的方式来滤除杂波信号，用分段线性插值方式解决系统非线性问题，应用零点跟踪技术来解决系统存在的零点漂移问题。为降低温度、环境等干扰因素会对系统精度的影响，在设计考虑了一些补偿措施，如硬件电路的温度补偿，对磁钢、机械零部件的老化处理等。 最后，通过实验的数据分析，对系统进行了误差分析及不确定的评定，并提出了一些后期的改进措施和方案。5.学位论文李鹏 动态定量称重系统的研究与实现2006 在饲

14、料加工过程中，需要将多种原料按一定的比例混合，以制造某种产品，这种将多种原料按事先设定的比例进行混合的配料配比系统在其他工业生产过程中也有着广泛应用，如建筑、食品加工、化工等行业。配料自动称重系统的开发对这些行业提高劳动生产率，提高产品质量，降低消耗起到重要的作用。 饲料配比系统是一种动态定量称重系统。饲料的称重是一种动态的在线称重，比静态称重要复杂得多，技术难度也高。同时由于空中余料等问题的存在，因此也要对下料进行定量控制，以达到配比设定值。研究一种高速度和高称量精度的方法将是提高生产率和牛产优质产品的可靠保证。 本文从实际工程出发，对动态定量称重过程进行了研究，依据动态称重和定量控制相结合

15、的思想，从信号处理和控制算法两方面提高称量的精度和速度，弥补了单独提高动态称重精度或单方面优化定量控制策略的不足。并进行了动态称重信号仿真试验研究和基于PC-BASED的数据采集与控制系统的设计。本文的主要内容有如下几个方面： 1 综述了动态定量称重系统的概况，提出了动态定量称重的关键问题即精度控制，同时指明了本文的研究重点是螺旋加料动态定量称重。 2 将动态称重系统等效为二阶系统，推导出了其动、静态数学模型，然后进行拉普拉斯变换和Z变换，将模型转化成自回归滑动平均模型(ARMA) ，将问题转化为参数辨识问题。 3 研究了最小二乘参数辨识方法，并分析了参数辨识在称量过程中的应用。通过参数辨识的

16、方法，从采集到的信号中得出了实际物料的重量。为控制算法的实现提供了准确的数据。 4 对给料系统的控制过程进行了分析，阐述了迭代自学习控制方法在动态称重配料过程中的应用。为了消除随机干扰的影响对该控制方法又进行了一定的改进。 5 针对螺旋加料的控制要求，将信号处理算法和迭代自学习控制方法应用于实际工程中，进行了动态定量称量的计算机控制系统的设计，包括硬件、软件实现方法和设计流程。6.学位论文王宏 工程车辆动态称重系统的分析与研究2009 动态称重技术广泛应用于生产计量、交通运输、工程施工等领域中，可以缩短作业时间、改善操作条件、提高生产效率和加强企业管理，在国民经济中具有重要意义。 本文以工程车

17、辆动态称重系统为研究对象，围绕称重系统的结构设计、车辆轴载分布、称重信号处理及称重管理软件等进行了研究。本文的主要内容如下： (1) 给出两种称重方案，比较各自特点，综合考虑确定简支梁称重为最终方案； 确定了传感器选用摆动支承和弹性支承相结合的支承方式；完成了系统的总体结构设计以及相关元件选型。 (2) 分析了车辆称重过程的运动状态，从车辆运动学的角度研究称量误差产生机理，得知垂直振动为影响称量结果准确度主要因素；通过简化的动力学模型，研究系统中主要参数对称重结果的影响，分析获知速度及质量为主要影响因素，刚度影响不大，为如何能够获得准确的总重值提供指导意义。 (3) 采用Pro/Enginee

18、r 建立相关模型，通过通用接口导入 ANSYS，进行静力学和动力学模态分析，得到最大等效应力、前四阶固有频率及固有阶振型图，查阅相关资料获得材料相关参数及车辆自身频率，与分析结果进行比较，确定设计是合理可行的。 (4) 根据称重信号的特点地进行数据处理，分析了如何得到总重，编制出相关软件，实现了对车辆的相关数据实时管理。7.学位论文张龙 煤矿坑口自动称重系统2004 动态称重是在被称量物体未达到静止状态之前，根据被称量物体力信号随时间变化的规律，得出被称量物体力信号的稳定值的方法。由于这种称量方法不会对分工越来越细、效率要求越来越高的现代社会生产方式带来不良影响，虽然动态称重的测量精度与静态称

19、重尚有一个距离，但是，动态称重技术在国民经济各领域中应用之处越来越多。动态称重技术必定是未来称重测力技术的发展趋势。 该文阐述了动态称重技术的现状和发展，应大方县县委、县政府之邀，将就已有条件为该县煤炭局下辖数十家煤矿设计了一套坑口自动称重系统。该系统由软硬件构成。硬件部分主要是秤台(矿井已有轨道部分 )、数据采集系统、信号调理系统、信号处理系统和通信网络设计。软件部分主要是数据采集模块、 A/D 转换模块、数字滤波器模块、 EMD数据处理模块和串口通信模块共五个主要部分。 剪切梁式传感器具有对侧向载荷力不敏感、能抵抗偏心载荷、外形高度低、安装费用少等优点，本系统选用西门子公司的SB 系列剪切

20、梁式传感器进行称重力信号的转换。 由于山区煤矿生产条件简陋，工作环境恶劣，考虑到成本、称重系统工作的实时性和该系统功能未来向网络化、智能化发展的可扩展性，该系统采用了单片机与 PC 机结合的设计方案，选用德州仪器的 16 位单片机 MSP430F449和美国模拟器件公司产品 AD1380开发了称重数据数字信号采集模块，并用一个RS232 串口实现采集模块与 PC 机的数据的传输。 该文系统软硬结合，尽可能提高动态称重的精度。为减少干扰，文中设计了独立的稳压电源、数字滤波器，而且在信号处理软件的算法中使用了“EMD”技术，最大限度地提高了动态称重系统的精确性。8.期刊论文樊勇. 虞启凯. 王开和

21、 动态测量结合定量控制的一种称量方法- 天津轻工业学院学报 2003,18(3) 采用动态测量和定量控制相结合的方法,使用控制算法来实现多级控制 ,减小在动态称量中的误差 ,又采用了一个的动态测量方法 ,从而提高了称量的精度和速度 ,弥补了单独提高动态测量精度或单方面优化定量控制策略的不足.9.学位论文张玉英 动态电子轨道衡系统设计与实现2008 动态电子轨道衡是指对在不停车、不摘钩行驶状态下的载货列车进行自动称量的一种衡器设备。系统要求能对行进中车辆自动称重，对传感器进行实时数据采样，对数据分析处理，计算列车重量并动态显示。动态电子轨道衡作大宗散装货物的列车在行进中进行自动称量的新型现代化计

22、量设备，适用于对各种类型的四轴铁路货车进行动态称量，也可作为静态称重设备(静态电子轨道衡 )使用。 本文根据动态电子轨道衡的工艺特点，以测得的传感器输出信号为依据，以数字信号处理理论、数字仿真技术、软件优化设计等为指导，以实现称量系统的智能化、自动化、高精度、强实时性为目的，详细论述了动态电子轨道衡称量系统在硬件和软件方面的实现。本系统选用了高速、高精度的A/D 转换器 ADC1140，保证了模拟量采集的精度和速度；使用了多媒体定时器和多线程技术实现数据采集功能，保证采样速度又不过多占用系统资源；本文系统研究了各种数据滤波方法，采用矩形权函数移动平均法进行平滑滤波，并提出了一种参数自适应的数字

23、滤波技术，为动态数据滤波提供了新的思路除；本系统设计了无开关车辆上衡自动判别算法，新的算法提高了称量精度，减轻了现场操作人员的劳动量，提高了经济效益；本文建模中，将系统的传递函数近似为一个欠阻尼二阶系统，将过渡器的传递函数近似为一阶惯性环节，对标准阶跃输入信号和叠加了振动的阶跃输入函数进行了分析研究，并对后者进行了系统仿真。 本系统的软件设计以 Windows 为开发平台，以 Visual C+ 为开发工具，使用了 Windows 32 系统提供的 API 多媒体定时函数以及多线程、优化计算等技术。完成的应用系统运行稳定、可靠，产生了良好的经济效益。10.学位论文罗家佳 电子定量包装秤动态称重

24、系统及数据处理方法的研究2007 电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要技术基础。电子定量包装秤是电子称重技术在定量系统中的具体应用。在快速自动称量中如何提高动态称量准确度，一直是企业急需解决的难题。另外，同时实现高称重精度和高称重速度的动态定量称重技术也是计量领域的难题之一。 本文研究了数字滤波技术和神经网络及比例积分微分(PID)控制技术在电子定量包装秤动态称重系统中的应用。通过数字信号处理，采用数字滤名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 -

25、 - - - - - - - - 波算法，结合硬件的设计，消除了称重测量信号中的噪音信号，提高了动态测量的精度。同时，基于复合控制的思想，以神经网络PID 控制技术为控制核心，协调各种因素，较好地解决了动态称重过程中精度和速度的矛盾，从而使动态称重的精度和速度得到有效提高。 本文的主要研究工作： 1.综合国内外研究成果，探讨动态称量技术的原理、动态称量技术国内外主要研究现状，以及定量包装秤的发展动态和发展方向。 2.分析研究定量包装秤的系统结构和电子定量称重技术的基本原理：同时，研究影响定量包装秤称量精度与称量速度等性能的主要因素，并提出提高称量精度和称量速度的方案，即应用数字滤波技术和神经网

26、络PID 控制技术实现高性能的动态称量系统。 3.对称重采样信号进行时域分析与频域分析，得到信号的有效分布。研究适合于定量包装秤动态称量系统的数字滤波算法，并用数字滤波算法进行滤波处理。 4.根据定量包装秤动态称量系统具体的技术指标，最优化设计了一个FIR 滤波器和一个椭圆型 IIR滤波器；同时，利用 TI C5416 DSP 芯片完成了数字滤波器的实现。 5.结合定量包装秤动态称量系统的控制特性，利用神经网络和：PID 控制二者的优点，设计了基于 RBF 神经网络的 PID 控制系统。本文链接： http:/ ，授权号：735d75ba-8a69-4d91-898e-9e9f012a7f2b下载时间：2011 年3月7日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -