基于扫频干涉的振动目标测量方法研究

发布时间：2024-01-01 07:39

　　扫频激光干涉测量技术优势明显,具有测量精度高、无测距盲区、不需要测量靶标等优点,是具有广阔发展前景的激光测量技术。在实际测量中,经常需要对运动的物体进行测量,扫频干涉测量在这种测量背景下也可以应用。本文主要研究了如何利用扫频干涉测距对振动目标进行测量,提出了基于单扫频的动态干涉测距法和基于双扫频的动态干涉测距法两种测量方法,测量振动目标(本课题讨论的都是在测量光轴方向一维振动的目标)的运动轨迹。通过理论推导和仿真分析了两种方法的测量特性,最后进行了振动目标测量实验本文研究了扫频干涉测距的基本原理,分析了激光器扫频非线性、目标振动带来的多普勒效应、目标信号的信噪比对于扫频干涉测距精度的影响,提出了可以忽略激光器调频非线性的扫频干涉测距模型。基于单扫频的动态干涉测距方法结合了单扫频干涉测距光路简单和线性卡尔曼滤波算法优化效果好、效率快的优势,通过线性卡尔曼滤波算法对单扫频干涉测距值进行数据回归收敛,还原目标的运动轨迹,分析了影响其测量精度的因素并进行了仿真验证。针对单扫频干涉测距硬件要求高、测量目标范围小的不足,提出了基于双扫频的动态干涉测距方法,该方法使用两台激光器同步扫频,利用气室光路...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 扫频干涉测量国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外文献综述简析
    1.3 主要研究内容
第2章 扫频干涉测距原理与影响因素分析
    2.1 引言
    2.2 扫频干涉测距的基本原理及仿真
        2.2.1 扫频干涉测距的基本原理
        2.2.2 扫频干涉测距的仿真实验
    2.3 影响扫频干涉测距的因素分析
        2.3.1 激光调频非线性的影响及仿真
        2.3.2 目标振动的影响分析及仿真
        2.3.3 目标信噪比的影响分析及仿真
    2.4 本章小结
第3章 基于单扫频的动态干涉测距原理及仿真
    3.1 引言
    3.2 线性卡尔曼滤波算法概述及理论
    3.3 单扫频动态干涉测距原理及仿真
        3.3.1 基于卡尔曼滤波算法的单扫频动态干涉测距模型建立
        3.3.2 单扫频动态干涉测距仿真实验
    3.4 影响测量精度的因素分析及仿真实验
        3.4.1 数据点数的影响分析及仿真实验
        3.4.2 扫频范围的影响分析及仿真实验
        3.4.3 目标信噪比的影响分析及仿真实验
        3.4.4 每周期测距次数的影响分析及仿真实验
    3.5 本章小结
第4章 基于双扫频的动态干涉测距原理及仿真
    4.1 引言
    4.2 双扫频动态干涉测距原理
    4.3 双扫频动态干涉测距仿真实验
    4.4 影响测量精度的因素分析及仿真实验
        4.4.1 目标信噪比的影响分析和仿真实验
        4.4.2 采样点数的影响分析和仿真实验
        4.4.3 目标振动频率的影响分析和仿真实验
    4.5 本章小结
第5章 动态扫频干涉测距实验与分析
    5.1 引言
    5.2 基于单扫频的动态干涉测振实验
        5.2.1 系统光路搭建和辅助干涉仪测量路长度标定
        5.2.2 单扫频动态干涉测振实验
    5.3 基于双扫频的动态干涉测距实验
        5.3.1 双扫频动态干涉测距系统的光路搭建
        5.3.2 双扫频动态干涉测振实验
    5.4 两种动态测量方法的不确定度分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3876371