首页
|
新闻
|
新品
|
文库
|
方案
|
视频
|
下载
|
商城
|
开发板
|
数据中心
|
座谈新版
|
培训
|
工具
|
博客
|
论坛
|
百科
|
GEC
|
活动
|
主题月
|
电子展
注册
登录
论坛
博客
搜索
帮助
导航
默认风格
uchome
discuz6
GreenM
»
汽车电子
» 基于DSP的压路机路面压实度实时检测系统设计
返回列表
回复
发帖
发新话题
发布投票
发布悬赏
发布辩论
发布活动
发布视频
发布商品
基于DSP的压路机路面压实度实时检测系统设计
发短消息
加为好友
rise_ming
当前离线
UID
864567
帖子
4448
精华
0
积分
2224
阅读权限
70
在线时间
123 小时
注册时间
2011-12-12
最后登录
2014-8-25
金牌会员
UID
864567
1
#
打印
字体大小:
t
T
rise_ming
发表于 2013-12-25 19:50
|
只看该作者
基于DSP的压路机路面压实度实时检测系统设计
计算机技术
,
实际应用
,
控制器
,
压路机
,
数码管
引言
上世纪80年代后期,国内开始压实度计方面的研究,也曾开发出机载式压实度仪,由于采用数码管显示,没有采用先进的计算机技术,尽管成本低,但在实际应用中效果并不理想。仪器的实时性不强,显示值和实际测量值不能很好地对应。
在国内外现有检测方法的基础上,本文对现有的压实度测量系统进行了改进。采用了先进的DSP芯片作为主控制器,充分利用DSP的高速运算能力,达到了对被压实路面压实度的实时、准确测量。
工作原理
现代压路机按压实原理可分为静力式压路机、振动式压路机和冲击式压路机。其中,振动压路机是目前国内使用最广泛的一种压实机械,其主要由发动机、传动系统、操作系统、行走装置和机架构成。振动轮是从动轮,也是压实轮,其采用的是一种不平衡偏心块式结构。当振动压路机在作业时,振动轮带动偏心块高速旋转,偏心块产生的离心力就成为干扰力。振动轮将此干扰力传递到土壤,使路基产生振动,在振动轮自身重力和冲击力的作用下,路基土壤颗粒间的摩擦力和粘结力被克服,小的颗粒填充到大颗粒土的空隙中,路基的压实度增加。
图1 压路机—路基压实系统模型
振动压路机模型如图1所示。在由振动压路机—路基组成的压实系统中,振动轮的动力学参数的变化和路面的刚度密切相关,而路面的刚度与压实度正相关,因此,振动轮的动力学参数变化和压实度密切相关。通过对振动轮的动力学参数的分析,可以反映路面压实度变化。
压实初期,路基填料比较疏松,压实度低,路基的弹性刚度小,因而阻尼大,振动轮的响应小。随着压实次数增加,路基的刚度增大,阻尼变小,振动轮的响应变大。
当路面的压实度增大到一定程度后,由于偏心块系统的不平衡性及非线性,振动压路机能够产生跳振,因而产生特殊的次谐波分量。而且压实度越高,次谐波分量成分也越高。通过对基波与二次谐波的比值与压实度进行标定,可以实现对压实度的准确测量。
图2 硬件系统结构图
硬件系统设计
集成系统硬件设计的基本原则是:安全可靠:硬件设备要满足使用环境的温度、湿度、振动、粉尘等要求。有足够的抗干扰能力:硬件系统有完善的抗干扰措施,是保证系统精度、工作正常的必要条件。经济合理:计算机和外部设备在满足测试系统的速度、存储容量、兼容性、可靠性的基础上,合理选用和设计系统硬件。
针对本系统中涉及的采样参数较多、运算量大、实时性要求高等特点,用普通的单片机难以达到系统设计要求。因此本系统采用了德州仪器(TI)公司的TMS320LF2407A(以下简称LF2407A)处理器作为主控芯片。
硬件系统基本结构如图2所示,加速度传感器安装在振动压路机压实轮的轴承上,用来采集振动轮在垂直方向的加速度信号,此信号包含来自轴承、激振马达等的干扰波。经电荷放大器放大后,分为两路。一路经滤波器滤波,去掉干扰波信号后,送入A/D采样通道2;另一路经谐波滤波器,送入A/D采样通道3,此处谐波滤 波器的作用是仅使振动产生的一次谐波通过。在LF2407A内部对两路信号首先进行A/D转换,然后再对数字信号分别进行快速傅立叶变换,最终得到一个与路基压实度成比例的值,通过对该值和压实度值进行标定,可以用来准确表示压实度值变化。
速度传感器安装在车轮上,采集来的信号输入A/D采样通道1,用来计算振动压路机的行驶速度和里程。
键盘用于输入用户指令,是系统中很关键的部件,通过键盘按键响应与液晶菜单选择,实现检测里程设置、压路机参数设置、振动频率显示、保存、打印等功能。
图3 软件设计流程
软件系统设计
软件是实现集成系统各种功能的关键。软件设计的基本原则是:
①结构合理。程序采用结构模块化设计。这不仅有利于程序的进一步扩充,而且有利于程序的修改和维护。
②操作性能好。在软件系统设计时,要考虑尽可能降低对操作人员专业知识的要求,做到系统界面简洁、操作方便。
③具有一定的自诊断功能。系统设计相应的检测程序,以便在发生故障时,便于查找故障部位。
LF2407A支持汇编语言和C语言编程。使用C语言编程时,其代码的优化率可以达到90%。而且在编程过程中可以嵌入汇编语言,因此编程灵活、方便。
软件设计流程如图3所示。其中,按键服务子程序又包括:检测里程设置、压路机参数设置、土类设置、连续动态检测设置、保存、打印、退出等。
结语
本文论述的系统在结合现有检测技术的基础上,采用先进的DSP,驾驶员可以从显示器上随时查看压实情况、振动频率、运行速度,能够实现压实质量的实时控制,精度高、实时性强。
收藏
分享
评分
回复
引用
订阅
TOP
返回列表
电商论坛
Pine A64
资料下载
方案分享
FAQ
行业应用
消费电子
便携式设备
医疗电子
汽车电子
工业控制
热门技术
智能可穿戴
3D打印
智能家居
综合设计
示波器技术
存储器
电子制造
计算机和外设
软件开发
分立器件
传感器技术
无源元件
资料共享
PCB综合技术
综合技术交流
EDA
MCU 单片机技术
ST MCU
Freescale MCU
NXP MCU
新唐 MCU
MIPS
X86
ARM
PowerPC
DSP技术
嵌入式技术
FPGA/CPLD可编程逻辑
模拟电路
数字电路
富士通半导体FRAM 铁电存储器“免费样片”使用心得
电源与功率管理
LED技术
测试测量
通信技术
3G
无线技术
微波在线
综合交流区
职场驿站
活动专区
在线座谈交流区
紧缺人才培训课程交流区
意见和建议