激光散斑法實(shí)時(shí)測量目標(biāo)角振動(dòng)的研究.pdf

1、該文探索了一種新的激光非接觸測量角振動(dòng)的方法,使得利用這種方法來構(gòu)建的測振系統(tǒng)能夠在較遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)測振,并具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、對器件的要求較低等特點(diǎn).該文在現(xiàn)有的散斑理論基礎(chǔ)上,提出了一種利用激光散斑實(shí)時(shí)測量目標(biāo)散射面角振動(dòng)的新方法.并且從干涉條紋的角度出發(fā),對這種新方法進(jìn)行了理論分析和計(jì)算機(jī)仿真.分別討論了在方形接收孔徑和圓形接收孔徑條件下目標(biāo)單頻角振動(dòng)信息的獲取,得到了一些系統(tǒng)參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則.同時(shí)從散斑統(tǒng)計(jì)理論的角度出發(fā)探討了這些

2、參數(shù)選擇準(zhǔn)則的合理性.并且對非單頻的復(fù)雜角振動(dòng)進(jìn)行了簡單分析.經(jīng)過數(shù)學(xué)近似,該測振方法能夠獲得目標(biāo)復(fù)雜角振動(dòng)的信息.最后,基于此方法構(gòu)建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn).仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)表明:直接散斑法實(shí)時(shí)測量目標(biāo)角振動(dòng)是可行的.利用數(shù)學(xué)近似的方法也可分析復(fù)雜振動(dòng)(非單頻振動(dòng)).在一定誤差允許的范圍內(nèi),我們可以得到探測信號(hào)和目標(biāo)角振動(dòng)的線性關(guān)系.目標(biāo)散射面照明光斑尺寸b的大小決定了微元間距d可取的上限.照明光斑尺寸b控制得越小,大量微元

3、的間距d就越小,探測器接收到的光功率起伏就越大,即信號(hào)越強(qiáng),同時(shí)信號(hào)中反映目標(biāo)角振動(dòng)信息的基頻信號(hào)分量占絕對優(yōu)勢.因此目標(biāo)散射面照明光斑尺寸b需要控制得越小越好,它的理論下限是發(fā)射天線的衍射極限.光學(xué)接收天線光闌孔徑D的選取取決于空間散斑的尺寸和它對光功率幅度系數(shù)K<,p>的影響.在保證滿足D和空間散斑橫向平均尺寸大小相近的條件下,D按照一階貝塞爾函數(shù)規(guī)律取最優(yōu)值.系統(tǒng)可測量的目標(biāo)角振動(dòng)幅度θ<,0>有一個(gè)范圍:從微弧度量級(jí)到亞毫弧度量