动态轨道衡电子称重仪及定量称重控制系统设计概要.docx
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动态轨道衡电子称重仪及定量称重控制系统设计概要
第1章绪论
1.1动态电子轨道衡技术
动态电子轨道衡是一种对运行中的列车进行自动称重的计量设备。
其技术原理是称重台面将列车重量传递至传感器,传感器将重量转换为电压信号,在经过A/D系统将电压信号转换为数字信号,由计算机处理得到每节车重量、速度,从而实现对货物列车的自动称重,该设备主要应用于铁路运输部门,矿山、油田、港口等大型企业专用线,整套系统要求测量精度高,耐恶劣工作环境。
目前,动态轨道衡称重系统由最初庞大的整体道床、复杂的称重台面机械结构演变成无基抗、无道床,简化台面的结构,而单元式称重传感器则简化为传感元件与铁轨一体化的称重轨传感器。
整个系统大大节省了现场施工、安装时间,使得称重系统逐步向整体化、轻型化和结构简单化的方向发展。
在测量精度方面,从六、七十年代准确度劣于1%的情况,发展到今天的精确度优于0.2级(0.5%);从仪表PZ-8型和由分立器件组成的控制电路发展到如今采用微型计算机和工控机构成的新型硬件系统:
从恒温式、低精度传感器发展到性能稳定、高速度高精度高可靠性的新型传感器等等。
整个发展过程历经动态机械轨道衡、机电结合动态轨道衡、动态电子轨道衡一直到如今最新型的动态轨道衡,例如无称台轨道衡、不断轨(钢轨式)轨道衡等。
但是这些新型轨道衡的造价高,经营成本高,普及率还比较低。
相对来说,动态电子轨道衡的应用率比较高。
它运用高速模数转换装置,高性能的传感器,使用功能强大、构思完善和算法精确的软件系统,使整个动态称量的精度能够很好的满足实际称量要求。
1.2动态电子轨道衡在我国的应用与发展
随着改革的深入和国民经济的飞速发展,各企业贸易结算和计量工作水平不断提高,轨道衡在大宗散装物料计量工作中所起的作用越来越大。
尤其是要求快速计量的场合,动态电子轨道衡的种种优点及其所产生的经济效益受到越来越多的企业关注,动态电子轨道衡的发展也变得异常迅速。
我国从80年代开始建设轨道衡计量标准器并建立了量值传递系统,再次基础上引进技术,自己研制、生产电子轨道衡,曾先后引进大量传感器和智能仪表,示范和改造原有的机械轨道衡,经济效益和社会效益非常显著。
另一方面,我国科技工作者经过三十多年的努力,已基本解决了从道床到称体,从传感器到仪表,从力学模型的建立到数学模型的研究,使我国动态电子轨道衡称重技术有了巨大的发展。
轨道衡技术对我国国民经济的发展中有着其特殊的作用。
据轨道衡计量站1997年的调查统计,太钢、武钢、首钢、攀钢、鞍钢等五大钢厂安装使用动、静态电子轨道衡后,仅每年减少的煤炭和原材料亏吨损失就高达30-60万元。
80年代中期,由于满洲里口岸站机械轨道衡陈旧失准而未更新,出口粮、豆等农产品年亏吨损失达百万元,而自1987年采取了以国产静态机电结合轨道衡更新原有的机械衡,引进1台美国进口的动态电子轨道衡后,该问题得到彻底解决,亏吨损失百万元的状况从此消失。
动态电子轨道衡有着广阔的发展前景,它可以分别从硬件、软件及操作界面的友好性、造价成本等各方面不断完善与发展,使技术成分含量更高,操作更简易方便,稳定性、适应性更强,精度更高。
1.3不断轨动态轨道衡
不断轨动态轨道衡是动态轨道衡的一种。
不断轨轨道衡称量测量区的轨道通过鱼尾板连接铁路轨道,没有独立的承重台,因此没有过车时导致的冲击振动机械磨损。
计量方式以轮轴计量和转向架计量为主。
微型计算机管理的电子式轨道衡具有功能完备、操作方便、效率高、可靠性高的特点。
可安装在铁路正线上,称量时速度可以达到40(或60)km/h,不计量时允许列车以更高的运行速度通过。
有的还可以测量铁路货车的超偏载。
不断轨轨道衡适合各种轨道车辆快速称重,日过磅数超过500车,更是非它莫属
1.4课题的选用
动态电子轨道衡是对铁路车辆质量进行动态称量的计量器具,在铁路载重货车的计量称重方面得到广泛应用。
传统的动态轨道衡有基坑、整体道床、称重台面、使用压式称重传感器,称重台面钢轨与引线钢轨断开。
该动态轨电子道衡的缺点是:
车辆通过断口时,断口受到冲击、振动,使计量精度受到影响,传感器寿命也大大缩短,同时列车运行速度也受到限制(一般限速25km/h)。
近年来,不断轨动态称量技术的应用,在一定程度上解决了传统动态轨道衡的以上弊端。
这种新型的动态轨道衡省去了基坑、整体道床,称重轨和引轨的联接部分远离称量区,既安装方便,又提高了计量精度。
根据以上特点本课题采用动态电子轨道衡进行动态称重,用不断轨称重技术进行定量称重。
第2章称重系统硬件的设计与实现
2.1概述
2.1.1电子衡器的分类与称量原理
1按测试系统分类
1)静态型
电子衡器的最初结构设想是因为传感器的出现而产生的。
最早的电子衡器就是静态型,这种电子衡器也是现在使用范围最广的类型。
静态电子衡器是被称量物体稳定的放置于电子衡器上进行测量的。
因为被测量物体处于稳定状态,所以传感器的输出值为真值。
因此,静态电子衡器的数学运算模型为代数方程。
2)动态型
动态电子衡器是在静态电子衡器的基础之上发展起来的一种新型电子衡器。
它可直接测量运动物体的质量。
动态电子衡器所利用的基本原理是动态测试技术。
动态测试技术是一门新兴的边缘性前沿学科。
它与许多学科,如测试技术、误差理论、概率统计、随机过程理论、信号处理、时间序列分析、系统辨识等等,相互联系,相互渗透。
动态电子衡器所测量的量是随时间变化的变量。
因此,它的数学运算模型为微分方程和差分方程。
2按称量方式分类
1)接触式测量
接触式测量主要是通过传感器直接与被测量的运动物体直接接触而获得动态信号,并对此动态信号进行处理来获取真实的质量信息,此种测量方式可测量单件集中质量物体和连续分散运动质量物体,它的主要优点是测量精精度高。
2)非接触式测量
非接触式测量则主要是利用核辐射传感器来获取运动物体的动态信号,并加以分析以得到真实的质量信息,它的主要优点是测量时传感器与被测量运动物体无直接接触,因此扩大了电子衡器的应用范围,此种测量方式只可用于测量连续分散质量物体。
2.1.2系统的要求及技术指标
由于本课题的研究对象为主要用于列车称重的动态电子衡器,所以要求:
1)传感器的抗冲击、抗过载、抗偏载能力好,且输出稳定,输出信号电平高。
2)系统的信号采集单元要稳定、可靠、停机维护时间短、周期长。
3)系统的信号处理单元要稳定、可靠、便于维护,且机柜内必须能够防止灰尘进入,且机柜的设计必须符合正C529防尘标准,保护等级最低为IP21。
4)系统采用开放式的系统协议,可通过网络实现远程控制和多用户数据共享。
不影响生产,可实现多台衡器、多系统联合工作。
各系统之间联接采用RS-232C接口。
2.2动态轨道衡组成及称重原理
动态轨道衡是称量运动中铁路货车重量的一种轨道衡,也叫做自动轨道衡。
这种轨道衡的称重台面(秤台)有足够的工作长度,以保证列车经过时有足够的时间进行有效的采样,在称重台面上,设置了不影响称量准确度的水平约束限位器在台面与引轨衔接处还装有过渡器,以使列车能平稳地进入和退出台面。
这种轨道衡按其称量方式,可分为轴称量轨道衡、转向架称量轨道衡以及整车称量轨道衡三种,图2-1所示一节4轴货车,它在轴称量中称4次,在转向架称量中称2次,然后自动相加、指示或打印出整节货车的重量;而在整车计量中只称一次,相比之下其准确度最高,常用于称量液态罐车和较贵重的固态物料。
动态轨道衡称量方式如图2-1所示
图2-1动态轨道衡称量方式
动态电子轨道衡是由称重台面、称重传感器、称重通道、计算机及接口以及软件等部分组成,其中称重台面、称重传感器、称重通道、计算机及接口是轨道衡的硬件组成。
动态轨道衡硬件组成如图2-2所示:
轨道衡的称重台面上铺有铁路钢轨(即称量轨)与铁路线相通,包括称重梁、称重杠杆以及若干横梁,其作用是用来承受被称量车辆及所承载货物的重量;台面还装有横向限位系统、纵向限位系统、锁定和调整构件、抗扭装置和引线轨、计
量轨、铁垫板、锚固花梁等附件系统,这些附件起到固定秤体,减少火车震动撞击对称量的影响,同时将承受到的重力均衡的传递到各个传感器上的作用。
图2-2动态轨道衡的硬件构成示意图
在理想状态下,传感器的输出信号只是由重力作用产生的,那么在没有车辆通过称重台面时,称重台面输出的重量值应该只是称重台面自身的重量,称重台面的输出值对时间的函数应该是一个恒定的值。
当车轮压上称重台面的一刹那,称重台面的输出值会出现一个跳跃。
跳跃的输出表示车厢的第一根轴重,随着间的推移,车厢的第二根轴也移至称重台面上称重,称重台面的输出值会产生另一个跳跃,这个跳跃和第一个跳跃的幅值之和代表了这个转向架的重量。
在第一根轴走下称重台面之前,称重台面输出应保持不变,随着两根轴相继离开称重台面称重,称重台面的输出会出现两次方向相反的跳跃,如图2-3所示:
输出幅度最大的部分(即为转向架的两根轴都在称重台面上时的输出)代表了整个转向架的重量。
两个转向架分别计算重量,然后相加,就可以得出整车的重量(W总)为:
W总=W前+W后(2-1)
在计算车厢过衡速度时,动态电子轨道衡的称重台面长度是一个已知确定的量,根据系统的采样频率和整节车厢通过称重台面时的采样总数可以计算出该节车厢通过动态电子轨道衡时所用的时间,由此就可以计算出每节车厢的过衡速度:
车厢过衡速度=
(2-2)
动态电子轨道衡称量的主要技术指标是称重精度和称重时允许列车通过的速度,这主要取决于过渡轨和秤台的水平度、传感器的灵敏度、供桥电源的稳定度、A/D转换器的精度、速度和动态称量算法的优劣等。
为了保证动态电子轨道衡对测量速度和精度的要求,必须从硬件和软件两个方面着手解决问题,消除误差干扰,准确无误的计算出重量和速度。
图2-3称重原理示意图
2.3称重台面与称重传感器
称重台面的作用是将车辆的重量值传递给称重传感器。
机械称重台面为钢结构、浅基坑,主要包括框架、秤梁、高度调整系统、横向限位系统、纵向限位系统、过渡器、防雨盖板等部分。
由于称重传感器安装在称重台面下,所以称重台面上的轨道与接轨之间的缝隙要保持平行且符合规定尺寸,轴向8~12mm,径向3mm左右,不能太大,更不能太小,缝隙间不能有石块等杂物,否则影响称重结果。
台面轴向限位拉杆与台面间的平行度、螺丝的松紧都决定着各个传感器的受力是否均匀,传感器受力不均对称重的准确度有影响。
称重台面必须有足够的机械强度,以便能够承受列车频繁通过的冲击震动。
称重台面应该有合适的工作长度,以保证被称量列车通过台面时有足够的时间进行有效地采样,并且可以使系统正常工作。
称重台面的结构必须有很高的稳定性,保证在列车通过时下沉量小于2mm,水平位移小于0.2mm。
称重台面的自振频率还必须远离车辆最高振动频率,以免发生共振。
称重台面主梁选择H型钢(优质低合金钢SS400--SS490)。
它与普通工字钢相比,断面高度与腿宽的比值较小,断面形状和尺寸合理,抗弯、抗压、抗扭等力学性能好,而且传感器连接部位安装宽度大于普通工字钢的宽度,提高了传感器的受力线,增强了秤体的稳定性。
图2-4是称重台面简图,其中1是防爬轨,2是称量轨,3是称重台面,4是主梁,5是称重传感器。
安装动态电子轨道衡时,要求称重台面两端必须各有25--50m的一段由钢筋混凝土组成的整体道床。
线路要求平直,水平坡度小于0.2%,整体道床刚性要好,保证车辆经过这段线路后,原有的振动和摆动得到足够的衰减,而且不再产生新的振动。
称重传感器是轨道衡最关键的部件,它的精度是由弹性体变形系数、几何尺寸、电阻应变片的数量和连接方式以及传感器安装的垂直度来决定的。
称重传感器种类较多,有电阻应变式、电容式、压磁式、谐振式等。
轨道衡电子称中最常用的是电阻应变式传感器。
图2-4称重台面简图
如果电阻应变片和弹性体损坏和断裂,则会导致称量数字不变化、过大或者为零。
如果电阻应变片和弹性体粘贴不牢固或者弹性体发生变形,则会导致称量结果变小或者不灵敏。
为进一步了解传感器对称量结果的影响,我们可以通过传感器示意和测量桥路原理做一个示意分析,如图2-5所示。
图2-5中R1=R2=R3=R4=R,四个电阻应变片都作为工作片并且接成测量桥路。
当力尸沿着弹性体轴向加载时,弹性体产生形变,应变片也随之变形,于是其阻值发生变化。
力F越大,阻值变化△R越大,桥路输出电压也越高。
由电工学原理,可以推出桥路输出电压与阻值变化的关系为:
Uo==(△R×U)/R(2-3)
图2-5传感器示意和测量桥路分析
通过上面分析可以看出,由于△R随外力F变化而变化,那么不加外力F时,Uo=0;施加外力F时,Uo与F成正比,此外,Uo还与桥路供电电源电压成正比。
由此我们可以得出结论:
称量结果不准可能与传感器有关。
称量结果偏大,可能是电阻应变片发生断路,称量结果偏小,可能是某个传感器没有输出。
传感器是影响称量结果准确的重要因素之一。
在传感器的选择上,要选择高过载和动载能力强而且在全量程高线性的传感器,并且要求其灵敏度标准化程度高,输入阻抗、输出阻抗一致性好,以保证良好的互换性。
我们的系统使用的称重传感器是济金钟衡器公司的T.BXB型电阻应变式传感器,该传感器的测量方式为剪切力测量,其性能特点为综合精度高、线性好、蠕变小、长期稳定性好,其使用特点为结构紧凑、安装方便、有较宽的温度工作范围,尤其抗偏载、侧载和抗扭性能优越,非常适合动态电子轨道衡的应用。
其主要技术指标为:
(1)准确度0.07%
(2)非线性<0.05%
(3)重复性<0.01%
(4)滞后效应<0.03%
(5)灵敏度lmV/V
(6)输入电阻650欧姆,输出电阻610欧姆
(7)工作温度范围-10℃~+55℃
(8)温度效果:
零点<0.08%/10K,满量程<0.03%/10K
(9)桥电压4~20V
(10)最大允许超载200%
在传感器的连接方面,我们分析了最常见的串联方式和并联方式(图2-6中1为串联方式,2为并联方式),发现串联方式输出灵敏度高,但是每个传感器桥路都需要相互独立的供桥稳压电源,对供桥稳压电源的精度要求比较苛刻;而并联方式只需要一个高精度供桥稳压电源,但是却要求每个传感器输出阻抗的平均偏差最小,对各个传感器的灵敏度一致性要求较高。
对比串并联两种方式的优缺点,我们最终选择了混联方式(图2-6中3为混联方式)。
三种联接方式的输出电压分别是:
串联:
Uo=Uoa+Uob+Uoc+Uod(2-4)
并联:
Uo=(Uoa+Uob+Uoc+Uod)/4(2-5)
混联:
(假设前项通路放大倍数为K)
Uo=k(Uoa+Uob+Uoc+Uod)(2-6)
图2-6传感器三种连接方式图
2.4称重通道设计与实现
轨道衡称重系统一般没有专门化的专用仪表,通常采用称重通道或模数转换的专用插板来完成放大、模数转换、提供供桥电源等功能,再通过接口电路由计算机进行数据处理。
称重通道的采样速度快慢、A/D转换精度高低、供桥电源稳定性、抗干扰性能的好坏,都影响动态轨道衡的计量性能、计量速度等。
本系统采用HDC-100型称重通道。
该通道是集信号放大,滤波,A/D转换和数字采集为一体的称重通道。
2.4.1线性放大器
称重通道的输入信号为传感器的输出信号。
传感器输出的信号很弱,仅为毫伏级,所以在进行习A/D转换之前,必须经过放大,且放大倍数约为几百倍才能满足要求。
由于动态轨道衡用称重传感器是应变片式的,激励电压为和信号共模电压较高,所以线性放大器应有很高的共模抑制比;同时,要求线性放大器有较高的输入电阻,避免减低传感器输出信号;为提高精度,放大器还应有较高的开环增益,较低的失调电压、失调电流、噪声及漂移等,故我们选用的放大器为差动输入、单端输出方式。
线性放大器电路如图2-7所示,此放大器的放大倍数为:
Av=(2R2+R1)×R4/(R1×R3)(2-7)
模拟电路应选用两级放大,第一级放大采用一阶滤波RC滤波电路,前置放大器采用了ICL7652斩波稳零集成运放,该运放是采用先进的CMOS工艺制成的大规模模拟集成电路,其特点一是超低失调和超低漂移,高增益、高输入阻抗;二是与其它运放不同,这种运放由一时钟控制,分节拍工作,前一节拍将输入失调采集并存储于电容中,后一节拍采样和放大信号,并将此刻的失调相抵消,所以电路总的失调和温漂极小,性能极为优越、稳定。
电路除采用二个采样/保持电容外,其余的放大、时钟振荡以及所用控制电路均集成于芯片内。
该级运放将信号放大约100倍。
第二级放大与第一级放大由一个一阶RC滤波电路连接,运放采用高质量,高性能的芯片AD51或0P177运算放大器。
此类放大器常用于数据采集和工业自动控制等系统中。
图2-7线性放大电路示意图
2.4.2滤波电路
动态电子轨道衡的应用环境一般比较恶劣,存在多种干扰源,因此必须进行信号滤波,为提高抗干扰性,削弱现场高次谐波或高频干扰和噪声,在硬件方面我们选用二阶有源低通滤波器使二级放大兼有放大和对20Hz以上干扰信号的滤波作用。
此滤波电路由集成运放和RC网络组成,其优点是输入阻抗高、输出阻抗低,输入与输出间有很好的隔离。
滤波电路组成如图2-8所示:
图2-8滤波电路构成示意图
2.4.3A/D转换器
A/D转换器是通道的一个重要组成部分。
因为输入的模拟信号在时间上是连续量,而输出的数字信号代码是离散量,所以进行转换时必须在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号取样,然后再把这些取样值转换为输出的数字量。
因此,一般的A/D转换过程是通过取样、保持、量化和编码这4个步骤完成的。
常用的A/D转换器可分为并行比较型、逐次比较型和双积分型等几种。
在动态轨道衡称重中A/D转换器必须分辨率高,还要求转换速度快,考虑到噪声小、分辨率高、速度快的要求,我们选用美国AD公司的ADCll40芯片。
它具有内部基准源,内部时钟,采用逐次比较方式,具有16位并口输出,分辨率达到1/65536,它的A/D转换速度为14uS/次,A/D转换器输出的16位二进制数经三态门驱动器变为两个8位二进制数,通过并行接口送给计算机,能够满足使用要求。
A/D转换时序见图2-9
图2-9A/D转换时序图
2.5采集数字信号
计算机接口电路由基于PCI总线的PCI-1751数字信号采集板完成,这种数字信号采集板提供48位6个通道的输入输出功能,等同于两个8255并口芯片,分辨率高于8255。
一个8255通过拨码开关设计一个可变址的译码电路,提供具有两个8位(A和B口)和两个4位(C口高/低4位),最多可达24位的并行输入/输出端口的接口芯片,它为intel系列CPU与外部设备之间提供了TTL电平兼容的接口,它的PC口还具有按位置位/复位功能,为PC口作为联络信号时的按位控制提供了强有力的支持。
可实现CPU与I/O接口之间的多种数据传送方式,如无条件传送、应答方式传送、中断方式传送。
芯片内部主要由控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器组成。
主要性能如下:
l)最大工作频率3MHz;
2)最大转换速度为1.5MB/s;
3)采用先进的CMOS工艺实现高速低消耗;
4)全静态设计;
5)3个独立的16位计数器;
6)状态回读指令;
7)6种计数器淀时器工作模式;
8)二进制和十进制计数;
第3章称重系统软件的设计
3.1称重算法设计
采样数据经过滤波后,便进入称重计算阶段。
波形分析如图3-1所示。
图3-1重算法设计中波形分析图
其中:
轮距L1=1.45~1.95m(设为1.75m);
架距L2=4.2~9.8m(设为6.5m):
车距L3=2.2~4.2m(设为3.4m);
台面宽度L4=3.6m。
对以上这些数据的分析是算法设计的基础。
3.1.1车辆上衡自动检测
早期的轨道衡采用接近开关来判断车辆上衡,不仅需要人的参与而且容易产生差错。
我们的算法要求软件能够自动判断车辆上衡、自动判断称量结束。
严格意义上说,“车辆上衡自动检测"应该是“厢上衡自动检测”,因为在动态电子轨道衡称重系统中要称量的是车厢的重量,而不包括车头。
因此车辆上衡自动检测是指在要处理的数据中自动寻找出第一节车厢上衡的时刻。
图3-2和图3-3分别表示带有车头和不含车头的数据波形。
从图中我们不难看出,图3-2中无论L还是h都远小于图3-3中的d。
L、h、d都是称重台面上没有车轮(即没有来自火车的压力)时的波形段,我们称之为零称时间。
由此可见,与车头有关的零称时间都是比较小的。
原因很简单,货车的车头一般有多于2对的车轮,图3-2即是具有3对车轮的车头的波形。
车头的车轮间距较小,与车厢之间的间距也较小,这些都是由车体的实际制造情况决定的。
图3-2含有车头信息的数据波形
图3-3不含车头信息的数据波形
由此我们只要在数据处理时,累积零称时间,只有当零称时间大于某个固定的值(由车体的各部分长度定出)时,才认为是车厢部分上衡,这样就可以轻松的将车头部分的据“剔除”,同时也实现了自动判断数据处理起点的目的。
自动判断称量结束也是以零称时间为依据,当零称时间大于某个特定的值(由经验数据得出)时,认为称量结束,停止信号采集。
3.1.2称重算法
图3-4称重算法原理图
(1)
在图3-4中,1处为第l节车厢第1对轮子上衡,2处为第2对轮子上衡,3处为第l对轮子下衡,4处为第l、2对轮子全部下衡,5处为第3对轮子上衡,6处为第4对轮子上衡,余下如此类推可知。
其中W处为第1节车厢第4对轮子和第2节车厢第1对轮子同时在衡上。
也就是说,从第2节车厢起,第1对轮子总是与前一节车厢的最后1对轮子同时在衡上,表现在波形上就是没有了零点,代之以很短的一段两对轮子的重量值。
根据前文所述,我们可以通过判断零称时间的长度(即采样点的个数)是否达到上衡标准值来判断车厢是否上衡,由此就可以找到车头和第一节车厢,即确定图3-4中的4和5点的位置。
由4点逆推可以求出前半截车厢的重量,由5点正推则可以求得后半截车厢的重量。
下面我们逆推求值(正推类似)来说明算法原理。
图3-5称重算法原理图
(2)
首先要说明两个参数:
波形宽度参考值1(简称P1)和波形宽度参考值2(简称P2)。
这两个参数的单位为数据的个数,其值由经验值确定。
如图3.5所示,4点(零称起始处)已知,在由4点向后P1个点的数据段中求取一个最大值,定为a点(设a点处的采样值为Va)。
将由a点起向后P2个点(到达b点)的数据段求取平均值,减去零称数值即是单轮的重量(尚未进行校正),取1/2为半轮重量。
继续向后比较数据,当采样值减去Va大于半轮重量时得到3点,即第1对轮子下衡处。
在由3点向后P2个点的数据段中求取最大值,得到c点。
在由c点向后P2个点的数据段中求取最小值,得到d点(d点处的采样值设为Vd)。
继续向后比较数据,当Vd减去采样值大于半轮重时,得到2点,即第2对轮子上衡处。
在由2点向前的P1个点的数据段中求取最大值,得到e点。
由此我们即可以在由2点至3点的数据段上求半车重。
算法基本思想为:
在由2点向前的一段范围内找一个能代表波形趋于平稳的一个点,在由3点向前的一段范围内找一个能代表波形平稳段即将结束的一个点。
将这两个点之间的采样值求平均值,所得即是半轮重。
下面说明一下使用P1、P2的原因。
动态电子轨道衡采用单台面转向架计量方法。
这种方法不考虑转向架下各轮对分力的影响,程序简化,精度也高。
但是这种方法计量段中会出现两对车轮同时出现在称重台面上的情形,此时重量大,产生的振动幅度也大。
因此要选择平稳段的数据进行处理,即当确定转向架第二对车轮上衡后,延时40—50ms,避开撞击最大的区域后,作为计量段的起始点,这个值就是P1。
当确定转向架第一对车轮开始下衡时,提前30ms作为计量段的结束点,这就是P2,如图3-6中竖线所标识的那样。
以上的算法推证过程是建立在先行滤波处理的基