光子多普勒速度測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法.pdf

1、光子多普勒速度測量(Photonic Doppler Velocimetry：PDV)系統(tǒng)是一種新型的全光纖激光測速系統(tǒng)，以其非接觸測量、時間分辨率高以及速度分辨率高和抗干擾性強等優(yōu)點在沖擊波、爆轟波以及其他短時高速運動的測量中得到廣泛應用。為了從含有大量噪聲的測量數(shù)據(jù)中獲得靶面等運動物體的速度信息，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測速系統(tǒng)，并用此系統(tǒng)采集了激振臺、Hopkinson桿和激光沖擊強化靶面的速度數(shù)據(jù)。在

2、分析了當前幾種常見的PDV數(shù)據(jù)處理方法的原理和特點的基礎上，分別用條紋法、短時傅里葉變換、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強激光沖擊強化靶面速度數(shù)據(jù)，比較分析了各自的優(yōu)缺點，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。短時傅里葉變換速度快，整體時間和速度分辨率有限，而小波變換的時間和速度分辨率比較好，且普適性

3、強，程序的運算速度也比較快，適合PDV數(shù)據(jù)處理方案，給出了小波變換、短時傅里葉、條紋法的時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。討論了信號噪聲的來源和特點，其中針對信號去噪、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特的想法，在實驗中取得良好的效果。隨后基于matlab編寫了PDV數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)了軟件操作的可視化。最后通過對激振臺、Hopkinson桿和激光沖擊強化中靶面速度的數(shù)據(jù)處理，驗證了軟件處理不