光子多普勒速度測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法.pdf

1、光子多普勒速度測(cè)量(Photonic Doppler Velocimetry：PDV)系統(tǒng)是一種新型的全光纖激光測(cè)速系統(tǒng)，以其非接觸測(cè)量、時(shí)間分辨率高以及速度分辨率高和抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在沖擊波、爆轟波以及其他短時(shí)高速運(yùn)動(dòng)的測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。為了從含有大量噪聲的測(cè)量數(shù)據(jù)中獲得靶面等運(yùn)動(dòng)物體的速度信息，需要選擇一套合理的數(shù)據(jù)處理方案。本文首先搭建了PDV測(cè)速系統(tǒng)，并用此系統(tǒng)采集了激振臺(tái)、Hopkinson桿和激光沖擊強(qiáng)化靶面的速度數(shù)據(jù)。在

2、分析了當(dāng)前幾種常見的PDV數(shù)據(jù)處理方法的原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分別用條紋法、短時(shí)傅里葉變換、Gabor變換、威格納一威利變換以及小波變換處理了采集到的PDV強(qiáng)激光沖擊強(qiáng)化靶面速度數(shù)據(jù)，比較分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，指出Gabor變換和威格納一威利分布普適性差，不適合作為軟件處理方案，條紋法原理簡(jiǎn)單，可靠性高，但處理繁瑣，算法普適性差，只可以作為參考基準(zhǔn)。短時(shí)傅里葉變換速度快，整體時(shí)間和速度分辨率有限，而小波變換的時(shí)間和速度分辨率比較好，且普適性

3、強(qiáng)，程序的運(yùn)算速度也比較快，適合PDV數(shù)據(jù)處理方案，給出了小波變換、短時(shí)傅里葉、條紋法的時(shí)間和速度分辨率特性，并通過數(shù)據(jù)仿真分析了三者的誤差特性。討論了信號(hào)噪聲的來源和特點(diǎn)，其中針對(duì)信號(hào)去噪、小波基的選擇以及速度曲線的提取，提出了局部極大值法等獨(dú)特的想法，在實(shí)驗(yàn)中取得良好的效果。隨后基于matlab編寫了PDV數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)了軟件操作的可視化。最后通過對(duì)激振臺(tái)、Hopkinson桿和激光沖擊強(qiáng)化中靶面速度的數(shù)據(jù)處理，驗(yàn)證了軟件處理不