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激光干涉测速系统中的小波算法研究

赵新才  
【摘要】:全光纤位移干涉仪是近几年以来发展起来的一种新型的用来在冲击波和爆轰波物理实验中测量物体瞬时速度的测量系统,是以光纤为框架、非接触测量任意反射面速度的干涉仪。具有非接触测量、测速精度高的特点,并且由于其结构紧凑、体积小巧、调试方便、抗干扰能力强等优点,成为目前在爆轰测速领域中的主要测试技术,在测速领域有极其重要的应用价值。 本文对全光纤位移干涉仪测速系统的工作原理、系统性能等进行了研究;重点探讨了系统的数据处理算法,其中包括最优小波基的选取、连续小波变换的快速算法、小波脊的提取等;并搭建了几种不同的实验装置进行了高速爆轰实验,同时基于VC++完成了软件的编程工作和方便友好的操作界面。 主要的研究成果有: 1.回顾了激光干涉测速技术的发展历程,介绍了全光纤位移干涉仪的国内外研究现状以及AFDISAR系统的数据处理; 2.结合激光多普勒原理和光学混频原理研究了系统的基本理论,对AFDISAR系统的主要组件进行了选型研究,并详细分析了系统的性能指标; 3.分析了信号的时频分析基础,在此基础上提出了自适应算法的流程,重点研究了连续小波变换中最优小波基的选取、快速算法以及小波脊的提取,并采用仿真信号验证了小波算法的可行性; 4.采用AFDISAR系统进行了经典的自由落体测速实验,充分验证了算法的精确度,进行了多次高速爆轰实验,取得了较好的效果,并基于VC++完成了软件的编程工作,实现了方便友好的操作界面。


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