用于彈丸速度測量的激光多普勒測速技術(shù)研究.pdf

1、隨著兵器工業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代工程測試技術(shù)在武器性能參數(shù)的評估與檢驗中扮演著重要的角色。在火炮研制過程中，對其出膛速度的精確測量，不但能為彈道研究提供可靠的數(shù)據(jù)，而且還能對武器的毀傷效果給出準確的評估?，F(xiàn)有的測速方式(如區(qū)間測速、雷達測速系統(tǒng)等)中存在平均誤差、遠距離失對準等缺點，已經(jīng)不能滿足高精準武器日益發(fā)展的需求。激光多普勒測速系統(tǒng)具有高精度、動態(tài)響應快、測量范圍廣、空間分辨率高以及非接觸測量等優(yōu)點，已成為速度測量技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方

2、向。
　　論文分析了已有彈丸速度測量方式中的不足，考慮將激光多普勒測速技術(shù)應用于彈丸測速系統(tǒng)中，并從實際工程應用的角度出發(fā)，對運動固體表面的激光多普勒測速技術(shù)進行了研究，進而闡明了多普勒系統(tǒng)用于彈丸速度測量的可行性。
　　介紹了激光多普勒測速的基本原理及多普勒頻移的檢測方式。比較并分析了四種常見多普勒測量光路的主要特點，選擇了雙光束差動模式作為基本光路；利用光波的(夫瑯禾費)衍射理論，分析了固體散射表面在運動過程中多普勒信號

3、產(chǎn)生及變化過程，并在此基礎(chǔ)上研究了固體表面上散射光斑大小與信號對比度之間的關(guān)系；利用條紋模型、隨機散射原理建立了數(shù)學模型，對運動固體表面的多普勒信號進行了模擬，并通過數(shù)值計算分析了探測體內(nèi)粒子數(shù)量與信號對比度之間的關(guān)系，通過對比表明數(shù)值計算與衍射分析的結(jié)果一致；在此基礎(chǔ)上，分別設(shè)計了擴展光束型激光多普勒測速系統(tǒng)和點列式激光多普勒測速系統(tǒng)，解決了差動系統(tǒng)中因彈體偏移導致的探測失效問題；分析并設(shè)計了信號預處理硬件電路。
　　設(shè)計了FI

4、R型動態(tài)頻帶濾波器，提高了輸出多普勒信號的信噪比；對已有的信號處理方法進行了優(yōu)化，即將自相關(guān)函數(shù)譜用于頻譜細化和頻譜校正算法中，既解決了進行 FFT分析時測量精度不高的問題，同時又提高了校正算法的可靠度；對激光多普勒測速系統(tǒng)中存在的誤差進行了簡要分析，并針對不同測量情況提出了減小和控制誤差的相應措施。
　　進行了擴展光束型激光多普勒測速系統(tǒng)測量轉(zhuǎn)盤切向速度的實驗，并將測量結(jié)果與轉(zhuǎn)盤基準速度相比較，擴展系統(tǒng)平均測量精度優(yōu)于1.4％；