激光探測尾流的控制系統(tǒng)研究.pdf

1、基于激光尾流自導(dǎo)技術(shù)的探測裝置以光波作為傳遞信息的載體，具有探測距離遠、命中精度高、不受電磁及環(huán)境噪聲干擾等優(yōu)點。尾流激光探測裝置的控制系統(tǒng)是保證裝置穩(wěn)定、精確和高效工作所必不可少的一部分。本論文以研究激光探測裝置的控制系統(tǒng)為中心展開工作。首先以激光探測尾流氣泡的Mie氏散射理論和探測裝置的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計了探測裝置控制系統(tǒng)的總體方案，然后以掃描系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)為重點，設(shè)計自動化控制方案及其在硬件和軟件上的實現(xiàn)，最后通過

2、測量尾流氣泡180°后向散射實驗來驗證系統(tǒng)的可行性。
　　論文的主要研究內(nèi)容是探測裝置控制系統(tǒng)的方案設(shè)計和實現(xiàn)。在實現(xiàn)控制系統(tǒng)硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用LabVIEW編寫主控計算機與各設(shè)備的監(jiān)控軟件以及控制系統(tǒng)的操作界面。在控制系統(tǒng)中，采用掃描振鏡作為掃描系統(tǒng)的主要部分，通過程序控制振鏡轉(zhuǎn)動角度的自動調(diào)諧，實現(xiàn)二維區(qū)域掃描的功能；通過采集卡實現(xiàn)對后向散射信號的數(shù)據(jù)采集，以及計算機與掃描系統(tǒng)和采集系統(tǒng)之間進行通信的功能；最后在計算機中實

3、現(xiàn)信號處理的功能，用功率譜估計的方法獲得尾流氣泡的信息。
　　本文在實驗上驗證了控制系統(tǒng)的可行性及其功能。首先通過測量后向散射信號的實驗說明了控制系統(tǒng)的方案能夠按照預(yù)定的要求實現(xiàn)探測功能，由測得的后向散射信號分析尾流輪廓的實驗說明了該控制系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能，而連續(xù)掃描方式的實驗證明了控制系統(tǒng)中的自動掃描方式不僅能夠提高測量的穩(wěn)定度和效率，還能夠由分析獲得更多的尾流信息。實驗結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)探測尾流氣泡上180°后向散射信