本文關(guān)鍵詞：固體運動速度的激光測量技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光多普勒測速技術(shù)具有非常高的精確度、能對速度進行實時測量、測量速度范圍廣、空間分辨率高、不受惡劣測速環(huán)境限制等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域中速度的測量。在測量固體速度時,具有不接觸運動物體表面的特性。所以測量固體速度時,不存在打滑與摩擦,測量精度高。在軋鋼等工業(yè)生產(chǎn)中能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的速度測量方式。但是,由于激光多普勒測速技術(shù)對光路結(jié)構(gòu)及信號處理方法要求很高,測量結(jié)果的分別率與精確度還有待提高。本文首先介紹了多普勒測速技術(shù)的發(fā)展歷程與固體多普勒測速技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及研究的意義。通過對多普勒測速技術(shù)原理的分析,構(gòu)建多普勒測速系統(tǒng)。包括光路選擇、光學(xué)元件的選擇以及信號處理電路的設(shè)計等。通過條紋模型的分析,對信號進行濾波放大處理,并通過傅里葉變換將信號從時域轉(zhuǎn)化到頻域上進行研究。通過自相關(guān)等處理對信號進行降噪,通過頻譜細化以及頻譜校正對信號處理結(jié)果的精確度進行優(yōu)化。最后利用Matlab構(gòu)造多普勒信號,并對信號進行模擬仿真驗證信號處理方法的可行性。通過搭建實驗平臺,獲取實際的多普勒信號,并對實際多普勒信號進行信號處理,得到的結(jié)果誤差可以控制在2%以內(nèi)。為進一步提升信號質(zhì)量與信號處理方法,使其應(yīng)用于實際應(yīng)用中打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：激光多普勒測速 信號處理 傅里葉變換 頻譜細化與校正 仿真
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN247
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-10
• 1.1 研究的意義7-8
• 1.2 激光多普勒測速技術(shù)的發(fā)展8
• 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容9-10
• 2 激光多普勒測速原理10-27
• 2.1 光的多普勒效應(yīng)10-11
• 2.2 光外差檢測11-12
• 2.3 光外差檢測光路模式12-15
• 2.3.1 參考光模式,12-13
• 2.3.2 單光束-雙散射模式13-14
• 2.3.3 雙光束-雙散射模式14-15
• 2.4 條紋模型15-18
• 2.4.1 入射光系統(tǒng)與控制體積16-17
• 2.4.2 收集光系統(tǒng)和測量體積17-18
• 2.5 激光多普勒信號的特點18-27
• 2.5.1 高通濾波以前的信號18-23
• 2.5.2 高通濾波以后的信號23-27
• 3 測速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其硬件實現(xiàn)27-40
• 3.1 光源的選擇與處理27-31
• 3.1.1 常見的幾種激光器27-28
• 3.1.2 激光器激光束擴展28-30
• 3.1.3 激光器的準直30-31
• 3.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計31-32
• 3.3 光電探測器選擇32-37
• 3.3.1 外光電效應(yīng)33
• 3.3.2 內(nèi)光電效應(yīng)33-35
• 3.3.3 常見的幾種光電探測器35-37
• 3.4 信號處理設(shè)備37-40
• 3.4.1 放大電路37-38
• 3.4.2 濾波電路38
• 3.4.3 A/D轉(zhuǎn)換電路38
• 3.4.4 示波器38-40
• 4 激光多普勒信號處理研究40-63
• 4.1 常見的幾種頻率測量方法40-46
• 4.1.1 頻譜分析法40-41
• 4.1.2 頻率跟蹤法41
• 4.1.3 計數(shù)式信號處理41-42
• 4.1.4 離散傅里葉變換42-43
• 4.1.5 快速傅里葉變換43-46
• 4.2 數(shù)字信號相關(guān)處理46-48
• 4.3 功率譜分析48-50
• 4.3.1 經(jīng)典譜估計分析48-49
• 4.3.2 現(xiàn)代譜估計分析49-50
• 4.4 窗函數(shù)處理50-54
• 4.4.1 窗函數(shù)對信號處理的影響50
• 4.4.2 窗函數(shù)的選擇50-54
• 4.5 頻譜細化54-59
• 4.5.1 復(fù)調(diào)制頻譜細化法55-57
• 4.5.2 復(fù)調(diào)制頻率細化法的改進57-59
• 4.6 頻譜校正59-63
• 4.6.1 插值法59
• 4.6.2 常見頻譜校正的方法59-63
• 5 仿真與實驗63-70
• 5.1 模擬多普勒信號仿真63-66
• 5.2 實際信號處理66-70
• 結(jié)論與展望70-72
• 結(jié)論70
• 展望70-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76-77

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10 胡海龍;高精度信號處理技術(shù)在激光多普勒測速中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2006年

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