本文關鍵詞：激光多普勒測速儀的關鍵技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光多普勒測速儀可以精確的測量運動物體的運動速度,所測量的物體可以是運動的固體,也可以是流動的液體。它依據(jù)光的多普勒效應,利用運動物體中粒子對入射光的散射,并用光電檢測器件對散射光的頻移進行測量,根據(jù)檢測出的頻移就可以推算出物體運動的速度。激光多普勒測速儀的優(yōu)點有:動態(tài)響應快、測量范圍大、空間分辨率高、精度高、無接觸測量等,現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應用于工業(yè)領域。本文研究的激光多普勒測速系統(tǒng)主要測量運動固體的速度,本文的主要內(nèi)容包括光學的系統(tǒng)的設計、信號處理系統(tǒng)的設計以及速度顯示部分的設計。1.光學系統(tǒng)的設計包括了對光源的選擇,分光系統(tǒng)和光接收系統(tǒng)的設計。光源選用了線偏振光氦氖激光器;分光系統(tǒng)選用了分束鏡和反射棱鏡;光接收系統(tǒng)包括透鏡、光電探測器、放大電路和濾波電路,其中透鏡選用了大孔徑透鏡;光電探測器選用了雪崩光電二極管,并設計了三級放大電路將采集到的信號放大一千倍,然后采用二階高通濾波器濾除噪聲的干擾。2.多普勒信號從光信號轉換為電信號后,需要把模擬信號轉換為數(shù)字信號。信號處理系統(tǒng)將光接收系統(tǒng)采集到的信號用數(shù)字信號處理器(DSP)進行信號處理,該系統(tǒng)的硬件部分包括了中央處理模塊、A/D轉換模塊和FIR濾波器。軟件部分利用CCS(Code Composer Studio)作為開發(fā)平臺,對數(shù)字信號處理快速傅里葉變換(FFT)的實驗仿真。運用數(shù)字信號快速傅里葉變換(FFT)算法可以提取到多普勒頻率,由多普勒頻率推算出物體的運動速度。3.將DSP中處理的數(shù)字信號利用USB傳入計算機中,通過Matlab設置人機交互界面——GUI(Graphical User Interface)圖形用戶界面。本文針對以上理論設計搭建了一套多普勒測速系統(tǒng),實現(xiàn)了對物體運動速度的測量。驗證了激光多普勒測速技術的可能性。
【關鍵詞】：激光多普勒測速 數(shù)字信號處理 快速傅里葉變換 CCS
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 激光多普勒測速技術的歷史背景8-10
• 1.2 激光多普勒技術的研究現(xiàn)狀及意義10-11
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容11-14
• 第二章 激光多普勒測速的基本原理14-20
• 2.1 光波的多普勒效應14-16
• 2.2 多普勒信號的模型16-18
• 2.3 光外差檢測技術18-19
• 2.4 本章小結19-20
• 第三章 激光多普勒測速光學系統(tǒng)設計20-28
• 3.1 激光測速光學基本模式20-23
• 3.1.1 參考光模式20
• 3.1.2 單光束—雙散射模式20-21
• 3.1.3 雙光束—雙散射模式21-23
• 3.2 光路結構設計單元23
• 3.2.1 光源的選擇23
• 3.2.2 分光元件和透鏡的選擇23
• 3.3 光接收系統(tǒng)的設計23-26
• 3.3.1 光電探測器的選擇23-25
• 3.3.2 前置預處理電路25-26
• 3.4 本章小結26-28
• 第四章 系統(tǒng)信號處理硬件部分設計28-36
• 4.1 系統(tǒng)總體設計28
• 4.2 DSP最小系統(tǒng)模塊28-32
• 4.2.1 中央系統(tǒng)模塊28-29
• 4.2.2 電源的設計29-30
• 4.2.3 時鐘電路30-31
• 4.2.4 復位模塊31
• 4.2.5 JTAG接口31-32
• 4.3 DSP外圍電路設計32-35
• 4.3.1 A/D轉換模塊32-33
• 4.3.2 存儲單元33-34
• 4.3.3 主機接口模塊34-35
• 4.4 本章小結35-36
• 第五章 多普勒信號的處理36-56
• 5.1 激光多普勒信號的特點36-38
• 5.2 激光多普勒信號的處理方法38-43
• 5.2.1 頻譜分析法38-39
• 5.2.2 頻率跟蹤法39-40
• 5.2.3 計數(shù)法40-41
• 5.2.4 數(shù)字相關信號處理41-42
• 5.2.5 快速傅里葉變換42-43
• 5.3 FFT算法原理43-47
• 5.4 FIR濾波器設計47-53
• 5.4.1 FIR濾波器程序的DSP實現(xiàn)49-52
• 5.4.2 FFT程序的DSP實現(xiàn)52-53
• 5.5 GUI界面的設計53-54
• 5.6 本章小結54-56
• 第六章 系統(tǒng)實現(xiàn)以及調(diào)試56-60
• 6.1 實驗平臺的搭建56-57
• 6.2 實驗結果及分析57
• 6.3 本章小結57-60
• 第七章 結論與展望60-62
• 7.1 結論60
• 7.2 展望60-62
• 參考文獻62-64
• 附錄A64-66
• 致謝66

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 施衛(wèi)東;汪飛;;激光多普勒測速技術的基本原理與結構[J];佳木斯工學院學報;1992年03期

2 龐騏;;激光多普勒測速:用光纖探頭測量渦輪機葉端間隙[J];光機電信息;2006年09期

3 王s

本文編號：268470