基于二次反馈激光自混合干涉的振动信号处理

发布时间：2024-03-09 04:01

　　自混合干涉(Self-Mixing Interference,SMI)技术广泛应用于振动测量中,有些测量方法存在重构微位移误差大、缺少实时性、只能重构正弦振动等问题。由于对干涉信号进行调制、解调,或者利用二次反馈自混合干涉(2-Multiple Self-Mixing Interference,2-MSMI)技术都可以提高测量精度。因此,将调制解调和2-MSMI技术相结合,通过对振动信号进行处理,实现振动的测量。首先,根据SMI系统的三镜腔理论模型得到2-MSMI系统的三镜腔理论模型。在2-MSMI系统的三镜腔理论模型中,根据光反馈前后能量守恒,得到功率方程和相位方程,将二者作为理论依据推导振动微位移重构方程,并简要介绍了电流调制原理和相位调制原理。其次,对不同参数(反馈系数、物体振动幅值、频率)情况下的2-MSMI信号进行仿真,并研究不同外腔长以及反射角度对干涉信号的影响。通过仿真或实验得出各个参数与干涉信号波形之间的关系,为后文实验部分奠定基础。然后,推导了快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)频谱分析解调的原理,并确定实验参数。将电流调制和2-MS...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要内容及结构安排
第二章 二次反馈激光自混合干涉理论
    2.1 二次反馈激光自混合干涉的原理及形成过程
        2.1.1 自混合干涉理论模型
        2.1.2 二次反馈激光自混合干涉的原理
        2.1.3 二次反馈激光自混合干涉的形成过程
    2.2 二次反馈激光自混合干涉振动微位移重构方程
    2.3 电流调制的原理
    2.4 相位调制的原理
    2.5 本章小结
第三章 2-MSMI信号的分析
    3.1 干涉信号的仿真
        3.1.1 SMI信号和2-MSMI信号的仿真对比
        3.1.2 反馈系数对2-MSMI信号的影响
        3.1.3 幅值对2-MSMI信号的影响
        3.1.4 频率对2-MSMI信号的影响
    3.2 干涉信号的实验
        3.2.1 外腔长对干涉信号的影响
        3.2.2 反射角度对干涉信号的影响
    3.3 本章小结
第四章 基于电流调制的2-MSMI振动信号处理
    4.1 傅立叶变换解调原理
    4.2 电流调制测振动实验装置及参数设置
        4.2.1 电流调制的实验装置
        4.2.2 电流调制测振动的实验元器件参数设置
    4.3 电流调制测量振动的实验结果及分析
    4.4 本章小结
第五章 基于相位调制的2-MSMI振动信号处理
    5.1 五步相移算法解调原理
    5.2 相位调制测量振动的仿真结果及分析
        5.2.1 正弦振动仿真结果及分析
        5.2.2 任意波振动仿真结果及分析
    5.3 相位调制测量振动的实验结果及分析
        5.3.1 正弦振动实验结果及分析
        5.3.2 任意波振动实验结果及分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
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致谢



本文编号：3922868