高精度信號處理技術(shù)在激光多普勒測速中的應(yīng)用研究.pdf

1、激光多普勒測速儀(LDV)是根據(jù)激光多普勒效應(yīng)研制而成的一種精密測速儀器，具有非接觸測量、動態(tài)響應(yīng)快、分析精度高、測量范圍寬、可測多維速度和判別速度方向等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于科研教育領(lǐng)域和工業(yè)測量領(lǐng)域。本文就是針對激光多普勒測速儀，圍繞它的測速技術(shù)中高精度信號處理技術(shù)的研究與實現(xiàn)展開的。 本文分析了現(xiàn)有激光多普勒測速儀信號處理技術(shù)及工作原理，比較了動態(tài)響應(yīng)時間、抗干擾性、分析精度、測量范圍等性能指標(biāo)。針對存在的缺點，本文提出了一種

2、應(yīng)用于激光多普勒測速的高精度信號處理技術(shù)，即首先利用加Hanning窗的Welch修正周期圖算法得到信號功率譜，搜索其譜峰值頻率，接著利用Goertzel頻譜細(xì)化算法對搜索的譜峰進行細(xì)化分析，再引入能量重心頻譜校正算法對細(xì)化后的譜峰進行校正分析，從而將離散頻譜分析算法、頻譜細(xì)化算法和頻譜校正算法三者有機結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點：通過加Hanning窗的Welch修正周期圖算法快速得到功率譜及峰值頻率，通過Goertzel算法獲得分析

3、頻帶的高分辨率頻譜，然后通過能量重心校正算法對細(xì)化后的頻譜進行高精度校正，這樣不僅保證了算法的高效性，而且大大提高了分析的精度。仿真結(jié)果表明，利用該技術(shù)可以精確地測得多普勒頻率。 應(yīng)用提出的高精度信號處理技術(shù)設(shè)計了信號處理實施方案，并開發(fā)了信號處理軟硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)運行結(jié)果具有極高的綜合性能指標(biāo)。在工程實踐上，驗證了本文提出的應(yīng)用于激光多普勒測速的高精度信號處理技術(shù)的可行性和可靠性。利用該技術(shù)大大提高了激光多普勒測速儀的測量精度，