小型方捆机草捆动态称量系统信号分析与处理

发布时间：2025-07-02 23:15

　　 为实现小型方捆机草捆动态称量系统的准确测量,降低地面颠簸和机械传动引起的振动对草捆质量测量精度的影响,分析了打捆机作业速度、拖拉机PTO启停对草捆动态称量系统压力和角度噪声信号的作用机理。当系统采样频率为40 Hz时,压力噪声信号频率主要在0.1～16 Hz;角度噪声信号频率主要在3～4 Hz和16～17 Hz;打捆机作业速度与噪声信号强度呈正相关。在信号分析基础上,研究了信号处理方法。为提高滤波精度,首先采用基于3σ准则的双阈值动态滤波方法对信号进行预处理,消除奇异值影响,再利用分段线性插值补充空缺点,最后设计一种巴特沃斯带阻滤波器对噪声信号进行消除。田间试验结果表明,采用该方法对信号进行处理后,草捆质量预测相对误差为-4.15%～4.17%,优于均值滤波得到的结果,且该滤波方法适应性更好,更符合实际生产需要。

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【部分图文】：

图1 草捆动态称量系统示意图

图1为自主研发的小型方捆机草捆动态称量系统[19]，该称量系统主要由支撑板、称量台、信息采集单元、数据采集处理单元、数据显示存储单元等组成。信息采集单元包括4路传感器，其中压力传感器选用蚌埠大洋传感器系统有限公司生产的DYZ-101型压力传感器，均匀分布在支撑板四周，用于监测称量....

图2 草捆在称量台上受力分析图

g———重力加速度，m/s2由于m"为常量，由此可通过实时获取F与α计算单个草捆的质量m。实际作业过程中，打捆机作业的地块平整度不高，地面起伏频繁，打捆机会产生剧烈振动。此外，在拖拉机PTO的作用下，打捆机各传动系统及活塞同时动作，导致打捆机产生强烈的自振。这些因素都会对系统采集....

图3 试验现场

如图3所示，在草捆动态称量系统上放置1个成型草捆，设计PTO启动和PTO停止2种工作状态，这2种工作状态下，分别设置打捆机0、4、8、12、16km/h这5种不同的作业速度，共计10种作业模式。对比分析这10种作业模式下草捆动态称量系统原始信号的频谱图，进而分析打捆机作业速度、....

图4 不同作业速度下压力信号频谱图

由图4a可知，当打捆机静止且PTO处于停止状态时，频率大于0.1Hz的信号振幅为0，此时压力信号几乎没有噪声;当PTO启动后，频率大于0.1Hz的信号振幅约为500N，且较为均匀分布在0.1～16Hz范围，此时噪声信号主要来自PTO转动。由图4b～4e可知，随着打捆机作业....

本文编号：4055391