專(zhuān)利名稱(chēng)：：車(chē)輛動(dòng)態(tài)軸重衡稱(chēng)重信號(hào)的自適應(yīng)濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重信號(hào)的處理方法，尤其是車(chē)輛動(dòng)態(tài)軸重信號(hào)的自適應(yīng)濾波方法。
背景技術(shù)：
：公路車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重，就是在汽車(chē)行駛中進(jìn)行稱(chēng)重，即車(chē)輛以一定的速度通過(guò)稱(chēng)重平臺(tái)，稱(chēng)重儀依次測(cè)量出車(chē)輛各個(gè)軸的重量，再把各軸重量累加，最后得到整車(chē)重量。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重與停車(chē)靜態(tài)稱(chēng)重相比，具有速度快、效率高、不影響交通等優(yōu)點(diǎn)，但最大缺點(diǎn)是稱(chēng)重的精度差。這是因?yàn)榉Q(chēng)重傳感器所受到的力不可避免地會(huì)受到地面不平整度、車(chē)輛自身振動(dòng)、秤臺(tái)振動(dòng)、輪胎驅(qū)動(dòng)力等因素的影響，這些因素形成額外的動(dòng)態(tài)載荷加在傳感器上，造成稱(chēng)重誤差。根據(jù)試驗(yàn)分析表明，動(dòng)態(tài)載荷的振動(dòng)頻率集中在320Hz的低頻范圍內(nèi)，而振幅可達(dá)真實(shí)軸重的10%左右，它造成的稱(chēng)重誤差可占到整體稱(chēng)重誤差的90%，動(dòng)態(tài)載荷實(shí)際是加上真實(shí)軸重信號(hào)上的一種幅值、相位和頻率都隨機(jī)變化的低頻干擾。如何消除這種低頻干擾、取出真實(shí)軸重信號(hào)是車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在已有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重信號(hào)的處理通常采用的方法是多點(diǎn)均值濾波、滑動(dòng)多點(diǎn)均值濾波和低通濾波等方法，但這些方法只能去除一些高頻干擾,無(wú)法去除因車(chē)輛動(dòng)態(tài)載荷引起的低頻振動(dòng)干擾，從而引起較大的稱(chēng)量誤差。無(wú)法去除的主要原因是該低頻干擾的幅值、相位和頻率都是隨機(jī)性變化的，而上述的數(shù)字濾波或低通濾波不可能根據(jù)這種變化而改變，從這個(gè)角度上講，它不是一個(gè)自適應(yīng)的信號(hào)處理方法，因此，難以對(duì)該低頻干擾進(jìn)行有效地濾除。另外，如果車(chē)輛通過(guò)稱(chēng)臺(tái)的速度超過(guò)系統(tǒng)所規(guī)定的額定值(如大于20km/h),就相當(dāng)于系統(tǒng)所采集的稱(chēng)重信號(hào)在時(shí)間軸被壓縮，這時(shí)，在截取的稱(chēng)重信號(hào)區(qū)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)載荷低頻干擾信號(hào)就不足一個(gè)周期，該干擾信號(hào)被稱(chēng)為短歷程的低頻干擾，它不能滿足上述均值濾波的對(duì)信號(hào)全周期的要求。因此，上述濾波方法在有效采樣寬度更窄、車(chē)輛速度更高的高速檢重系統(tǒng)中無(wú)法得到應(yīng)用。為了消除因車(chē)輛動(dòng)態(tài)載荷引起的稱(chēng)量誤差，《中國(guó)機(jī)械工程》第16巻第20期2005年10月下半月期刊中，周志鋒等人在《基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的汽車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)處理》一文中提出了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。該方法采用極大值點(diǎn)截取法將原始軸重稱(chēng)重信號(hào)兩端的上稱(chēng)臺(tái)和下稱(chēng)臺(tái)的階躍段去除，然后再用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法將稱(chēng)重信號(hào)分解成多個(gè)不同的本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)(也稱(chēng)為固有模式函數(shù)信號(hào))和一個(gè)殘余量信號(hào)，其中多個(gè)不同的本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)被看作是動(dòng)態(tài)載荷振動(dòng)干擾信號(hào)，殘余量被看作是反映真實(shí)軸重信號(hào)(1814頁(yè))。這樣，不管動(dòng)態(tài)載荷振動(dòng)干擾信號(hào)怎樣隨機(jī)性的變化，都能夠用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法將其去除，得到真實(shí)的軸重信號(hào)。但是作者發(fā)現(xiàn)在信號(hào)分解的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一些在原始信號(hào)中沒(méi)有的信號(hào)，它們被稱(chēng)為虛假模態(tài)，根據(jù)大量的試驗(yàn)，他們認(rèn)為將分解出的最后23個(gè)本征模態(tài)函數(shù)與殘余量相加，可以消除虛假模態(tài)，得到真實(shí)的稱(chēng)重信號(hào)。該方法屬于一種自適應(yīng)的波濾方法，用它可以克服均值濾波和低通濾波不能解決的問(wèn)題，即可消除因動(dòng)態(tài)載荷引起的低頻振動(dòng)干擾，得到比較真實(shí)的稱(chēng)重信號(hào)。但是，該方法只能是一種思路，還很不完善，目前還存在的難以克服的缺陷一是它用極大值點(diǎn)截取法截取稱(chēng)重信號(hào)，很容易將上稱(chēng)臺(tái)和下稱(chēng)臺(tái)的重力沖擊信號(hào)裁進(jìn)有效稱(chēng)重信號(hào)中，從而造成誤差；二是沒(méi)有找到產(chǎn)生虛假模態(tài)的真正原因，故它采用的把最后幾個(gè)本征模態(tài)函數(shù)和殘余量相加的措施來(lái)消除虛假模態(tài)，反而會(huì)把本應(yīng)該剔除的低頻振動(dòng)干擾模態(tài)又重新加到真實(shí)的稱(chēng)重信號(hào)中，又造成不必要的稱(chēng)量誤差，難以體現(xiàn)出該方法的優(yōu)勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了發(fā)揮已有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和避其不足，提供一種較完善的車(chē)輛動(dòng)態(tài)軸重衡稱(chēng)重信號(hào)的自適應(yīng)濾波方法，用以取出更加真實(shí)稱(chēng)重信號(hào)，較大程度地提高動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的稱(chēng)量精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施的步驟如下1、稱(chēng)重儀系統(tǒng)首先根據(jù)秤臺(tái)的實(shí)際重量和實(shí)際過(guò)車(chē)的類(lèi)型，設(shè)置一個(gè)車(chē)輛軸上秤臺(tái)的軸重閾值hi和車(chē)輛軸下秤臺(tái)的軸重閾值h2，這兩個(gè)閾值作為判斷車(chē)輛是否上秤臺(tái)和下秤臺(tái)的基準(zhǔn)；2、啟動(dòng)稱(chēng)重儀硬件系統(tǒng)，使系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采集，并在采集過(guò)程中對(duì)信號(hào)進(jìn)行多點(diǎn)均值濾波，用來(lái)抑制采集信號(hào)中的尖脈沖噪聲干擾，同時(shí)，系統(tǒng)隨時(shí)將所采集的信號(hào)與閾值hl相比較，如果信號(hào)大于閾值hl，系統(tǒng)判斷車(chē)輛軸已上秤臺(tái)，則開(kāi)始記錄所采集的稱(chēng)重信號(hào)，同時(shí)記下開(kāi)始記錄的時(shí)間標(biāo)尺tl，當(dāng)所采集的稱(chēng)重信號(hào)值低于閾值h2時(shí)，系統(tǒng)判斷車(chē)輛軸已下秤臺(tái)，則停止記錄，同時(shí)記下停止記錄的時(shí)間標(biāo)尺t2;3、對(duì)記錄下的原始稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行零相位偏移低通濾波，即采用巴斯沃夫?yàn)V波器進(jìn)行濾波，濾波的截止頻率為60Hz，用來(lái)消除稱(chēng)重信號(hào)中的白噪聲；4、將3步所得稱(chēng)重信號(hào)中的極值點(diǎn)取出進(jìn)行平均，如果其中有端點(diǎn)值，則需把端點(diǎn)值剔除后再進(jìn)行平均，得極值點(diǎn)平均值C,然后以極值點(diǎn)平均值C土"/。為基準(zhǔn)值，從開(kāi)始記錄的時(shí)間tl開(kāi)始，按時(shí)間的延序方向依次在稱(chēng)重信號(hào)中尋找與基準(zhǔn)值相等的值，找到后記錄下對(duì)應(yīng)該信號(hào)值的時(shí)間標(biāo)尺t3，然后再以同樣的方法，從停止記錄的時(shí)間t2開(kāi)始，按時(shí)間的倒逆方向依次在稱(chēng)重信號(hào)中尋找與基準(zhǔn)值相等的值，找到后記錄下對(duì)應(yīng)該信號(hào)值的時(shí)間標(biāo)尺t4，然后按照時(shí)間標(biāo)尺t3、t4對(duì)L3步所得的稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行截取，得到有效稱(chēng)重信號(hào)；5、采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)4步所得的有效稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行分解，分解時(shí)，采用端點(diǎn)延拓方法消除端點(diǎn)效應(yīng)，得出多個(gè)不同的本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)Ac"和一個(gè)殘余量信號(hào)n6、將5步所得的殘余量信號(hào)r的幅值均值與4步所得有效稱(chēng)重信號(hào)的幅值均值相比較，如果它們的差超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)均值的10%，則系統(tǒng)把殘余量信號(hào)r與倒數(shù)第一個(gè)本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)c"相加，作為實(shí)際的稱(chēng)重信號(hào)，如果它們的幅值均值差沒(méi)超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)的10%，則把殘余量信號(hào)r作為實(shí)際的稱(chēng)重信號(hào)。本發(fā)明與已有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)如下一、本發(fā)明在稱(chēng)重信號(hào)的采集過(guò)程中采用了均值濾波法對(duì)信號(hào)進(jìn)行了濾波，抑制了白噪聲的干擾，能夠比較準(zhǔn)確的檢測(cè)出車(chē)輛是否已經(jīng)駛上和駛下秤臺(tái)，使原始信號(hào)的起始和終止記錄點(diǎn)比較準(zhǔn)確。二、本發(fā)明采用零相位偏移低通濾波的方法對(duì)原始稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行濾波，一方面濾除了白噪聲的干擾，另一方面抑制了低通濾波時(shí)的相位偏移，保證了原始稱(chēng)重信號(hào)的真實(shí)性，有利于抑制虛假模態(tài)的生產(chǎn)。三、本發(fā)明利用尋找極值點(diǎn)均值c的方法對(duì)原始稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化截取，減小了車(chē)輛駛上秤臺(tái)和駛下秤臺(tái)的重力沖擊信號(hào)對(duì)有效稱(chēng)重信號(hào)的影響，從而對(duì)重力沖擊干擾進(jìn)行了最大限度地抑制，使截取的有效稱(chēng)重信號(hào)比較真實(shí)。三、本發(fā)明認(rèn)為在經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中生產(chǎn)虛假模態(tài)的主要原因有二一是信號(hào)的采集頻率不夠高，二是在經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解過(guò)程中出現(xiàn)的"端點(diǎn)效應(yīng)"。本發(fā)明對(duì)這兩個(gè)因素都進(jìn)行了有效的抑制，一是在分解前的信號(hào)處理中采用了零相位偏移低通濾波和優(yōu)化截取等措施，消除了噪聲干擾，這相當(dāng)于提高了采樣頻率，并且在濾波過(guò)程中保證了信號(hào)的真實(shí)性，二是采用基于ARMA模型的自適應(yīng)端點(diǎn)延拓方法來(lái)消除經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中的端點(diǎn)效應(yīng)，使分解的結(jié)果比較真實(shí)，再者，本發(fā)明在分解后又對(duì)結(jié)果進(jìn)行了判斷,如果由于數(shù)據(jù)的奇異性造成分解的結(jié)果中仍有虛假模態(tài)出現(xiàn)，即做累加倒數(shù)第二項(xiàng)的處理，從而有效地消除了虛假模態(tài)，最終得到了較真實(shí)的稱(chēng)重信號(hào)，使動(dòng)態(tài)稱(chēng)量精度有較大程度地提高。四、由于本發(fā)明對(duì)已有的各種動(dòng)態(tài)稱(chēng)重信號(hào)的處理方法進(jìn)行了細(xì)致解析，找出了它們的優(yōu)勢(shì)及不足，并綜合了它們的優(yōu)勢(shì)和避免它們的不足，特別找到了產(chǎn)生虛假模態(tài)的原因，在信號(hào)處理的過(guò)程中，不僅消除的各種干擾，還抑制了信號(hào)失真，從而取得比已有技術(shù)好的稱(chēng)量效果。圖l、稱(chēng)重儀所記錄的車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的原始軸重信號(hào)波形圖。圖2、對(duì)圖1中的信號(hào)進(jìn)行零相位偏移低通濾波后的信號(hào)波形圖。圖3、對(duì)圖2中的信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化截取后的信號(hào)波形圖。圖4、對(duì)圖3中的信號(hào)進(jìn)行端點(diǎn)延拓法處理后的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解信號(hào)波形圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下1、稱(chēng)重儀系統(tǒng)根據(jù)秤臺(tái)的實(shí)際重量和實(shí)際過(guò)車(chē)的類(lèi)型，設(shè)置車(chē)輛軸上秤臺(tái)的閾值hl=0.8V，設(shè)置車(chē)輛軸下秤臺(tái)的閾值h2=0.75V;2、啟動(dòng)稱(chēng)重儀的硬件系統(tǒng)，使其開(kāi)始對(duì)稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采集，為了使系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷車(chē)輛軸是否上、下秤臺(tái)，在采集過(guò)程中用三點(diǎn)均值濾波法對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波，用來(lái)抑制信號(hào)中較大的尖脈沖噪聲干擾(這種尖脈沖容易造成誤判)，同時(shí)系統(tǒng)還隨時(shí)將所采集的信號(hào)與閾值hi進(jìn)行比較，如果信號(hào)大于閾值hl，系統(tǒng)判斷車(chē)輛軸已經(jīng)上秤臺(tái)，則開(kāi)始記錄所采集的稱(chēng)重信號(hào)，同時(shí)記下開(kāi)始記錄的時(shí)間標(biāo)尺tl，當(dāng)稱(chēng)重信號(hào)值低于閾值h2時(shí)，系統(tǒng)判斷車(chē)輛軸已下秤臺(tái)，則停止記錄，同時(shí)記下停止記錄的時(shí)間標(biāo)尺t2。圖l所示系統(tǒng)所記錄的某車(chē)輛前軸的軸重信號(hào)。上述三點(diǎn)均值濾波是一種已有技術(shù)中常用的數(shù)字濾波方法，它每采集三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)后即求它們的幅值平均值，然后再對(duì)幅值平均值進(jìn)行數(shù)字濾波；多點(diǎn)均值濾波與其同理，只是求均值的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)不同而已。所述的滑動(dòng)均值濾波也屬于同類(lèi)方法，只是求均值的數(shù)據(jù)點(diǎn)采用滑動(dòng)方式，即第一次取A1、A2、A3數(shù)據(jù)點(diǎn)求均值濾波，第二次取A2、A3、A4數(shù)據(jù)點(diǎn)求均值濾波，第三次取A3、A4、A5數(shù)據(jù)點(diǎn)均值濾波，如此滑動(dòng)取值進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波。3、對(duì)記錄下的原始軸重信號(hào)(圖1所示)進(jìn)行零相位偏移低通濾波，即采用巴斯沃夫?yàn)V波器進(jìn)行濾波，濾波的截止頻率為60Hz，該波濾用來(lái)消除稱(chēng)重信號(hào)中的白噪聲，濾波后的信號(hào)波動(dòng)如圖2所示，從圖中可以看出，疊加在軸重信號(hào)的高頻干擾(白噪聲)被濾除。由于普通的低通濾波器在濾波時(shí)會(huì)發(fā)生相位偏移，故本發(fā)明采用零相位偏移低通濾波來(lái)抑制這種相位偏移，以保證原始稱(chēng)重信號(hào)的真實(shí)性，這也有利于抑制虛假模態(tài)。4、將3步所得稱(chēng)重信號(hào)中的極值點(diǎn)(包括各波峰的極大值和各波谷的極小值)取出進(jìn)行平均，如果其中有端點(diǎn)值，則需把端點(diǎn)值剔除后再進(jìn)行平均，得極值點(diǎn)平均值C，然后以極值點(diǎn)平均值C土l。/o為基準(zhǔn)值，從開(kāi)始記錄的時(shí)間tl開(kāi)始，按時(shí)間的延序方向依次在稱(chēng)重信號(hào)中尋找與基準(zhǔn)值相等的值，找到后記錄下對(duì)應(yīng)該信號(hào)值的時(shí)間標(biāo)尺t3，然后再以同樣的方法，從停止記錄的時(shí)間t2開(kāi)始，按時(shí)間的倒逆方向依次在稱(chēng)重信號(hào)中尋找與基準(zhǔn)值相等的值，找到后記錄下對(duì)應(yīng)該信號(hào)值的時(shí)間標(biāo)尺t4，然后按照時(shí)間標(biāo)尺t3、t4對(duì)3步所得的稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行截取，從而完成本發(fā)明的優(yōu)化截取，得到如圖3所示的有效稱(chēng)重信號(hào)。5、采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)上步所得的有效稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行分解，分解時(shí)，采用端點(diǎn)延拓方法消除端點(diǎn)效應(yīng)，得出較真實(shí)的多個(gè)不同的本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)q^和一個(gè)殘余量信號(hào)r，如圖4所示。由于有效稱(chēng)重信號(hào)的兩端點(diǎn)值都不是極值點(diǎn)，如果不采用端點(diǎn)延拓方法進(jìn)行處理，就會(huì)造成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中的三次樣條擬合的極值包絡(luò)線大大偏離實(shí)際值，并且隨分解的不斷進(jìn)行而向內(nèi)"污染"，使得分解的結(jié)果嚴(yán)重失真，這種情況被稱(chēng)為"端點(diǎn)效應(yīng)"。本發(fā)明認(rèn)為，端點(diǎn)效應(yīng)是生產(chǎn)虛假模態(tài)的主要原因，所述的端點(diǎn)延拓方法可利用信號(hào)中的趨勢(shì)信號(hào)，對(duì)兩端點(diǎn)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，使三次樣條擬合的極值包絡(luò)線符合實(shí)際值，從而消除端點(diǎn)效應(yīng)。該端點(diǎn)延拓方法是一種基于ARMA模型的自適應(yīng)方法，在《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2004.40(9)期賈民平等人發(fā)表的"基于時(shí)序分析的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥捌鋺?yīng)用"中有細(xì)詳描述。6、將上步所得的殘余量信號(hào)r的幅值均值與四步所得有效稱(chēng)重信號(hào)的幅值均值相比較，如果它們的幅值均值差超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)均值的10%，則把殘余量r與倒數(shù)第二個(gè)本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)q相加，作為實(shí)際的稱(chēng)重信號(hào)，如果它們的幅值均值差沒(méi)超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)均的10%，則把殘余量r作為實(shí)際的稱(chēng)重信號(hào)。雖然本發(fā)明采用了上述措施來(lái)抑制虛假模態(tài)，但在分解中還是有可能產(chǎn)生虛假模態(tài)，因此，本發(fā)明設(shè)置該判斷步驟，在殘余量信號(hào)的均值超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)均值的10%時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為有虛假模態(tài)產(chǎn)生，則將殘余量信號(hào)r和倒數(shù)第二個(gè)模態(tài)信號(hào)&相加，使結(jié)果更真實(shí)。7、求出六步實(shí)際稱(chēng)重信號(hào)r或r+Q的均值，即將各數(shù)據(jù)點(diǎn)的值相加后再除數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，即求出信號(hào)r的均值，得到實(shí)際的稱(chēng)重電壓值W=1.31V，對(duì)該值X系統(tǒng)標(biāo)定系數(shù)k=2328.24Kg/V，最終得到實(shí)際的軸重量值3050Kg。8、系統(tǒng)對(duì)該車(chē)輛的后軸稱(chēng)重作同樣的處理，得到后軸軸重為4780Kg;兩軸重量相加，最終得到總重量值為7830Kg。該值與其靜態(tài)重量相比只差0.8%。本發(fā)明對(duì)同一輛車(chē)，相同的載重，分別在不同的速度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每種速度下實(shí)驗(yàn)的次數(shù)為10次，把測(cè)到的數(shù)據(jù)采用兩種不同的方法處理，一種為本發(fā)明提出的方法，一種采用常用的滑動(dòng)平均濾波的方法來(lái)處理，處理的結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表中最大正偏差-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>最大偏差取"最大正偏差"和"最大負(fù)偏差"中的最大值,從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本發(fā)明的稱(chēng)重精度有明顯提高。權(quán)利要求1、一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)軸重衡稱(chēng)重信號(hào)的自適應(yīng)濾波方法，其步驟如下1.1、稱(chēng)重儀系統(tǒng)首先根據(jù)秤臺(tái)的實(shí)際重量和實(shí)際過(guò)車(chē)的類(lèi)型，設(shè)置一個(gè)車(chē)輛軸上秤臺(tái)的軸重閾值h1和車(chē)輛軸下秤臺(tái)的軸重閾值h2，這兩個(gè)閾值作為判斷車(chē)輛是否上秤臺(tái)和下秤臺(tái)的基準(zhǔn)；1.2、啟動(dòng)稱(chēng)重儀硬件系統(tǒng)，使系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采集，并在采集過(guò)程中對(duì)信號(hào)進(jìn)行多點(diǎn)均值濾波，用來(lái)抑制采集信號(hào)中的尖脈沖噪聲干擾，同時(shí)，系統(tǒng)隨時(shí)將所采集的信號(hào)與閾值h1相比較，如果信號(hào)大于閾值h1，系統(tǒng)判斷車(chē)輛軸已上秤臺(tái)，則開(kāi)始記錄所采集的稱(chēng)重信號(hào)，同時(shí)記下開(kāi)始記錄的時(shí)間標(biāo)尺t1，當(dāng)所采集的稱(chēng)重信號(hào)值低于閾值h2時(shí)，系統(tǒng)判斷車(chē)輛軸已下秤臺(tái)，則停止記錄，同時(shí)記下停止記錄的時(shí)間標(biāo)尺t2；1.3、對(duì)記錄下的原始稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行零相位偏移低通濾波，即采用巴斯沃夫?yàn)V波器進(jìn)行濾波，濾波的截止頻率為60Hz，用來(lái)消除稱(chēng)重信號(hào)中的白噪聲；1.4、將1.3步所得稱(chēng)重信號(hào)中的極值點(diǎn)取出進(jìn)行平均，如果其中有端點(diǎn)值，則需把端點(diǎn)值剔除后再進(jìn)行平均，得極值點(diǎn)平均值C，然后以極值點(diǎn)平均值C±1％為基準(zhǔn)值，從開(kāi)始記錄的時(shí)間t1開(kāi)始，按時(shí)間的延序方向依次在稱(chēng)重信號(hào)中尋找與基準(zhǔn)值相等的值，找到后記錄下對(duì)應(yīng)該信號(hào)值的時(shí)間標(biāo)尺t3，然后再以同樣的方法，從停止記錄的時(shí)間t2開(kāi)始，按時(shí)間的倒逆方向依次在稱(chēng)重信號(hào)中尋找與基準(zhǔn)值相等的值，找到后記錄下對(duì)應(yīng)該信號(hào)值的時(shí)間標(biāo)尺t4，然后按照時(shí)間標(biāo)尺t3、t4對(duì)1.3步所得的稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行截取，得到有效稱(chēng)重信號(hào)；1.5、采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)1.4步所得的有效稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行分解，分解時(shí)，采用端點(diǎn)延拓方法消除端點(diǎn)效應(yīng)，得出多個(gè)不同的本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)c1～cn和一個(gè)殘余量信號(hào)r；1.6、將1.5步所得的殘余量信號(hào)r的幅值均值與1.4步所得有效稱(chēng)重信號(hào)的幅值均值相比較，如果它們的差超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)均值的10％，則系統(tǒng)把殘余量信號(hào)r與倒數(shù)第一個(gè)本征模態(tài)函數(shù)信號(hào)cn相加，作為實(shí)際的稱(chēng)重信號(hào)，如果它們的幅值均值差沒(méi)超過(guò)有效稱(chēng)重信號(hào)的10％，則把殘余量信號(hào)r作為實(shí)際的稱(chēng)重信號(hào)。全文摘要本發(fā)明是一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)軸重信號(hào)的自適應(yīng)濾波方法。它的目的是有效地消除因車(chē)輛動(dòng)態(tài)載荷引起的稱(chēng)量誤差，較大程度地提高車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)量精度。它采用零相位偏移低通濾波對(duì)原始軸重信號(hào)進(jìn)行處理，消除了白噪聲干擾、抑制了軸重信號(hào)在低通濾波過(guò)程中的相位失真；它又用尋找軸重信號(hào)極值點(diǎn)均值方法對(duì)原始稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化截取，較好地抑制了稱(chēng)重信號(hào)中的重力沖擊干擾；最后本發(fā)明又用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法對(duì)稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行分解，同時(shí)在經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中采用端點(diǎn)延拓法消除了端點(diǎn)效應(yīng)，有效地抑制了虛假模態(tài)的產(chǎn)生，使分解出的結(jié)果比較真實(shí)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，消除了車(chē)輛動(dòng)態(tài)載荷引起的低頻干擾，得到了真實(shí)的軸重信號(hào)。文檔編號(hào)H03H17/02GK101105411SQ20071001845公開(kāi)日2008年1月16日申請(qǐng)日期2007年8月10日優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日發(fā)明者呂小俊,偉張,蓋廣洪申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十四研究所