固体运动速度的激光测量技术研究

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1、分类号：学校代码：10426密级：学号：2013030037硕士学位论文MASTERDEGREETHESIS固体运动速度的激光测量技术研究作者：赵方晓指导教师：张明学科专业：机械工程专业代码：080200研究方向：机电一体化技术2016年4月10日固体运动速度的激光测量技术研究学位论文完成日期：２０１５年４月１０日呵指导教师签字；聲答辩委员会成员签字；為巧７麥兹心巧－．蜂表；為？？，．．．．＊’？青岛科技大学研究生学位论文固体运动速度的激光测量技术研究摘要激光多普勒测

2、速技术具有非常高的精确度、能对速度进行实时测量、测量速度范围广、空间分辨率高、不受恶劣测速环境限制等优点。广泛应用于多个领域中速度的测量。在测量固体速度时，具有不接触运动物体表面的特性。所以测量固体速度时，不存在打滑与摩擦，测量精度高。在轧钢等工业生产中能够代替传统的速度测量方式。但是，由于激光多普勒测速技术对光路结构及信号处理方法要求很高，测量结果的分别率与精确度还有待提高。本文首先介绍了多普勒测速技术的发展历程与固体多普勒测速技术国内外研究现状以及研究的意义。通过对多普勒测速技术原理的分析，构建多普勒测速系统。包括光路选择

3、、光学元件的选择以及信号处理电路的设计等。通过条纹模型的分析，对信号进行滤波放大处理，并通过傅里叶变换将信号从时域转化到频域上进行研究。通过自相关等处理对信号进行降噪，通过频谱细化以及频谱校正对信号处理结果的精确度进行优化。最后利用Matlab构造多普勒信号，并对信号进行模拟仿真验证信号处理方法的可行性。通过搭建实验平台，获取实际的多普勒信号，并对实际多普勒信号进行信号处理，得到的结果误差可以控制在2%以内。为进一步提升信号质量与信号处理方法，使其应用于实际应用中打下基础。关键词：激光多普勒测速;信号处理;傅里叶变换;频谱细化

4、与校正;仿真I固体运动速度的激光测量技术研究RESEACHONLASERMEASUREMENTTECHNOLOGYOFSOLIDMOVEMENTSPEEDABSTRACTLaserDopplervelocimetryisakindofusinglaserDopplerEffecttomeasurethespeedoftheinstrument.Withtheadvantagesofveryhighaccuracy,speedreal-timemeasurement,measuringwidespeedrange,highspa

5、tialresolution,nosubjecttobadenvironmentalrestrictionsandsoon.Itcanwidelyusedinmultipleareasofspeedmeasurement.Whenmeasuringthesolidvelocity,thesurfaceofthemovingobjectisnotcontactedwiththecharacteristicofthemovingobject.Sothereisnoslippageandfrictionwhenmeasuringso

6、lidvelocity,andthemeasuringaccuracyishigh.Itcanreplacethetraditionalspeedmeasurementmethodsinsteelrollingandotherindustrialproduction.However,therequirementofLaserDopplervelocimetryinthestructureandsignalprocessingmethodsareveryhigh,Therateandaccuracyoftheresultshav

7、eyettobeimproved.Firstly,thispaperintroducesthedevelopmentcourseofDopplervelocitymeasurementtechnologyandtheresearchstatusandthesignificanceoftheresearchonsolidstateDopplervelocitymeasurementtechnologyathomeandabroad.ThroughtheanalysisoftheprincipleofDopplervelocity

8、measurementtechnology,wecanbuildtheDopplervelocitymeasurementsystem.Mainlyistheopticalpathselection,opticalelementselectionandsignalproces