基于ARM的轮式装载机动态称重系统的设计与研究

发布时间：2021-05-07 14:29

　　近年来,由于现代化建筑业、铁路业的迅猛发展,轮式装载机的需求量越来越大,但是传统轮式装载机称重系统面临着驶离称重现场,到装有地磅的地点进行称重的低效率行为,制约了轮式装载机称重的发展。为了能够更好的促进轮式装载机的发展,本文研究了轮式装载机动态称重方面的大量文献,通过比较分析,发现虽然传统轮式装载机通过各个方法都能达到称重的目的,但是称重的过程普遍存在效率低、时间长等缺点,因此轮式装载机的动态称重方面仍需要进一步的研究。本文研究了基于ARM的轮式装载机动态称重系统,通过压力传感器测得的液压缸内油压的压力值间接反映所称物料的重量,在动臂举升过程中,以霍尔传感器固定采样区间,通过建立的轮式装载机动力学模型,实时测量料斗内货物的重量,将该数据显示在LCD液晶屏上。对轮式装载机动态称重系统,主要围绕四方面进行研究:（1）轮式装载机动力学模型的建立。通过分析轮式装载机机械结构,建立了简化的轮式装载机动力学模型,具体包括轮式装载机动臂举升模型、动臂液压缸模型以及固定采样区间内角度计算模型。（2）称重算法的研究。介绍了压力传感器采集到的液压信号的小波包加VMD（变分模态分解）滤波算法以及对滤波处理后... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 轮式装载机称重的研究现状
    1.3 本课题研究内容及创新点
    1.4 论文的章节安排
第二章 称重系统概述
    2.1 称重系统模型的建立
        2.1.1 轮式装载机机械结构图
        2.1.2 轮式装载机动力学模型的建立
    2.2 称重系统功能设计方案
        2.2.1 系统硬件设计方案
        2.2.2 系统软件设计方案
    2.3 本章小结
第三章 称重算法的研究
    3.1 基于小波包去噪的变分模态分解的滤波算法
    3.2 小波包去噪分析
        3.2.1 小波包定义
        3.2.2 小波包去噪基本原理
        3.2.3 小波包去噪仿真分析
    3.3 变分模态分解
    3.4 油压信号变分模态个数确定方法
    3.5 不同工况下小波包降噪与VMD结合仿真分析
    3.6 最小二乘法非线性拟合
        3.6.1 最小二乘法原理
        3.6.2 最小二乘法参数求解
        3.6.3 最小二乘法二次曲线拟合
        3.6.4 最小二乘法二次曲线拟合系数修正
    3.7 本章小结
第四章 称重系统硬件设计
    4.1 最小系统模块
        4.1.1 MCU原理图及I/O口分配
        4.1.2 电源模块
        4.1.3 复位及JTAG电路
    4.2 信号采集模块
        4.2.1 压力传感器的选取
        4.2.2 霍尔传感器的选取
    4.3 信号调理模块
        4.3.1 无源滤波电路设计
        4.3.2 仪表放大电路设计
    4.4 A/D转换模块
    4.5 人机交互模块
    4.6 存储模块
        4.6.1 系统内存
        4.6.2 NANDFLASH内存数据存储模块
    4.7 通信电路模块
        4.7.1 SPI串行通信
        4.7.2 RS232、USB接口
    4.8 本章小结
第五章 称重系统软件设计
    5.1 称重系统软件开发环境及主程序设计
    5.2 称重系统A/D采样模块软件设计
    5.3 称重系统LCD显示模块软件设计
    5.4 称重系统数据处理模块软件设计
        5.4.1 液压数据分析
        5.4.2 液压数据滤波处理
        5.4.3 最小二乘法二次拟合修正
    5.5 称重系统存储模块软件设计
        5.5.1 FSMC(静态存储控制器)总线
        5.5.2 NANDFLASH寄存器配置
        5.5.3 SRAM程序设计
    5.6 本章小结
第六章 实验测试
    6.1 模拟电压采集测试
    6.2 现场工况实验测试
    6.3 LCD显示测试
    6.4 实验误差验证
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3173557