用于高速列車的智能表面壓力傳感器設計.pdf

1、高速列車表面壓力測試是深入研究空氣動力效應、提高列車舒適性和安全性的重要環(huán)節(jié)，測試使用的壓阻式壓力傳感器對溫度敏感，零點漂移和靈敏度漂移嚴重，為了補償其溫度誤差，智能傳感器補償技術(shù)被廣泛使用。由于高速列車測試需要系統(tǒng)具有高精度、高實時性和大吞吐量的特性，目前研究的智能傳感器很少能滿足其要求，因此，本文設計了具有高精度補償算法和高性能處理器的智能表面壓力傳感器系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)使用PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡作為補償算法，這是粒子群優(yōu)化(pa

2、rticle swarmoptimization，PSO)算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡（back propagation neural network，BPNN）結(jié)合的混合算法。BP神經(jīng)網(wǎng)絡可以實現(xiàn)高精度補償，但是容易陷入局部極小值，精度波動很大，粒子群優(yōu)化算法的全局搜索特性，能夠彌補BP神經(jīng)網(wǎng)絡的缺陷。PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)合了兩種算法的優(yōu)勢，具有高精度和高穩(wěn)定性等特點，優(yōu)化效果明顯。
　　智能傳感器的硬件系統(tǒng)以TMS320F28335芯

3、片為核心，該系列DSP芯片兼具高速數(shù)據(jù)處理能力和控制能力，有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和升級。系統(tǒng)使用DSP芯片自帶的高速ADC模塊對信號進行AD轉(zhuǎn)換，使用CAN總線與外部通信，具有穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸功能。軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和CAN總線通信模塊。系統(tǒng)支持500Hz～10kHz之間的多個采樣頻率，數(shù)據(jù)可以保留2～5位小數(shù)。為保證數(shù)據(jù)有序、可靠地傳輸，本文設計了一套幀格式供系統(tǒng)使用。
　　本文通過Code Composer