本文關(guān)鍵詞：基于激光多普勒原理的固體運動測量　出處：《青島科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：激光多普勒測速儀是一種基于激光的多普勒效應(yīng)原理而研制成功的速度測量器,它的優(yōu)勢在于高測量精度、對運動物體表面無接觸性、快速的動態(tài)響應(yīng)以及大范圍測量、高分析精度且不受惡劣測速環(huán)境所限制、可以測量出多維速度、能夠判別速度方向等各個方面,在科研教育領(lǐng)域和工業(yè)測量領(lǐng)域以及交通生活領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用,尤其在軋鋼等工業(yè)生產(chǎn)中能夠完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的速度測量方式,并且提高軋鋼質(zhì)量。本文首先介紹了激光多普勒測速技術(shù)的背景及意義,后又介紹了固體激光多普勒測速技術(shù)的基本原理,并構(gòu)建出一種雙光束的固體激光多普勒測速系統(tǒng)。其中包括光路結(jié)構(gòu)的選擇、光學(xué)元件的選擇、信號的檢測以及信號處理電路的設(shè)計,同時也成功搭建出了測試速度的實驗平臺。目前在信號處理方面常用的手段是快速傅里葉變換(FFT),但是如果直接將FFT后得到的譜峰值作為實際多普勒信號頻率估計值,計算出的瞬時速度存在精度較低的缺陷,這樣難以滿足高精度測量的需求。本文提出了一些高精度激光多普勒信號處理的方法,先用小波濾波的方法對原信號進行濾波,除去其他雜波的干擾,提高了信噪比。后加nutall窗函數(shù),有效的限制了頻譜泄漏,經(jīng)快速傅里葉變換之后,采用Zoom—FFT對峰值附近頻帶進行了細化,運用基于Nuttall的三譜線插值對細化后的頻譜進行校正,減小了柵欄效應(yīng)與頻譜干涉。利用Matlab構(gòu)造模擬多普勒信號,對信號進行上述方法的驗證對比。通過搭建實驗平臺,獲取實際激光多普勒信號,并采用上述方法處理,得到的結(jié)果誤差0.2%以內(nèi),通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和比較,驗證了該實驗系統(tǒng)所采用的方法的有效可行性,在速度測量的實時性以及精確度上有明顯的優(yōu)勢。
【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】：2017
【分類號】：TN249;TH824

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本文編號：1335026