基于EMD算法的双外腔激光自混合微振动测量

发布时间：2021-03-31 10:09

　　基于激光自混合理论,提出了一种双外腔激光自混合干涉信号分离的方法,以实现两路微振动的同时测量。用EMD算法对不同频率的两路激光自混合信号进行分离。以原始信号和各IMF分量的互相关系数作为判断依据,选择出高频一路所需的IMF分量。根据两路自混合信号具有线性叠加的性质,原始信号减去高频一路信号即得低频一路信号。对分离出的每一路信号进行频谱分析,利用主频阶次判定法实现振幅重构。结果表明,仿真和实验信号均能有效被分离。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(06)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 两路自混合外腔结构光路图

仿真数据为微弱反馈水平(C?1)的信号。如图2所示,频率分别为10 Hz与频率为300 Hz的SMI信号,以及由这两路SMI构成双外腔激光混合信号的仿真图。由图可以看出,双外腔自混合干涉信号近似于两路自混合干涉信号的叠加。对两路自混合信号进行EMD分解,得到由高频到低频的13个IMF分量。对IMF分量做互相关运算,其中相关系数越高相关程度越大。由表1中可看出IMF1分量即为高频一路的SMI信号。根据双外腔自混合信号的线性叠加性,低频一路的SMI信号为其余12个IMF分量叠加。其分离出的两路SMI信号如图3所示。

在EMD相关计算中,由于分离出的IMF分量均应具有局部对称性,所以需要用极大值和极小值定义的包络的局部均值来替换实际的均值。这可以避免由于信号的非平稳性所产生的影响,但是也会由于信号的非线性变形而引入一些假频。这就是图3(c)和3(d)中存在毛刺的原因。图3 单路原始自混合信号与双外腔分离后自 混合信号仿真对比图

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3111257