基于小波去噪的光纖光柵傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、光纖布拉格光柵的制作技術(shù)不斷成熟且應(yīng)用研究日趨深入，成為了近年來(lái)傳感領(lǐng)域應(yīng)用中的研究熱點(diǎn)。光纖光柵傳感系統(tǒng)能否廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中，依賴于它的信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)的研究，因此研究高精度的光纖光柵傳感系統(tǒng)很有必要。
　　在光纖光柵信號(hào)處理中，由于有限脈沖響應(yīng)(Finite impulse response,FIR)濾波是基于頻域的處理方法，它需要信號(hào)頻譜和噪聲頻譜沒(méi)有重疊，但實(shí)際中噪聲的頻譜幾乎分布在整個(gè)頻域內(nèi)，因此去噪效果較差。小波

2、變換是一種非線性濾波方法，可以通過(guò)對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行切削、縮小幅度等非線性處理，達(dá)到濾除噪聲的目的。
　　首先，深入研究了小波變換的相關(guān)理論，通過(guò)對(duì)多分辨率分析以及Mallat算法理論進(jìn)行原理探究，為后續(xù)的小波去噪在FPGA平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)提供理論基礎(chǔ)；對(duì)經(jīng)典的小波去噪方法進(jìn)行分析，選擇了適用于本文信號(hào)特點(diǎn)的小波閾值去噪方法，并對(duì)小波閾值和FIR的去噪效果進(jìn)行了仿真與比較。第二，對(duì)小波閾值去噪算法進(jìn)行了研究。通過(guò)仿真確定了小波基與分解層數(shù)

3、；針對(duì)傳統(tǒng)的閾值去噪算法的不足提出了改進(jìn)的閾值函數(shù)，并將改進(jìn)閾值去噪函數(shù)與平移不變小波變換進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步提高信號(hào)的處理效果；通過(guò)MATLAB對(duì)光纖光柵仿真信號(hào)與實(shí)際含噪信號(hào)進(jìn)行去噪，并對(duì)去噪效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。第三，在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了小波閾值去噪模塊與一般多項(xiàng)尋峰模塊的設(shè)計(jì)，并在Modelsim上進(jìn)行了波形仿真。最后，利用光電檢測(cè)電路、采集電路、FPGA實(shí)現(xiàn)的硬件電路以及傳感系統(tǒng)光路部分搭建光纖光柵傳感系統(tǒng)。
　　用搭建好的光纖