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振动特性的测量与分析是鉴别和确定机器及其元部件工作可靠性的重要手段。基于非接触式检测方法的优点,考虑到激光多普勒方法具有精度高,动态响应快,测量范围大,不影响被测物体的振动,对横向振动干扰不敏感等优点,选取激光多普勒方法进行振动探测。为了简化光路,降低光路的调试难度及降低成本,采用零差干涉测量方法。 本论文是在零差相干探测技术的基础上,以多普勒信号的处理为主要研究对象,对振动信号的还原方法做了探索性的研究。主要内容包括: 1.阐述了激光多普勒测振的原理,得到多普勒频移的常用公式,介绍了实现零差激光相干测振多普勒信号处理的两种方法——贝塞尔函数法和频比计数法,并对两种方法的优缺点进行了分析。简单介绍了其它一些激光非接触测振方法。 2.介绍了零差激光测振实验系统的总体组成,本实验系统光学部分采用的是一种新型的迈克尔逊干涉光学系统,其最主要的特点是把二象限探测器引入到光路中以得到双通道信号。对该实验系统探测到的两路多普勒信号的处理方法进行了深入分析。 3.详细研究了两路多普勒信号的解调方法,提出一套新的重构振动信号的方案。通过对信号进行小波去噪、最小二乘非线性校正、单位圆校正、相位解缠绕等一系列处理,得到振动信号的信息,并研究了自适应滤波在振动信号处理中的应用。利用MATLAB数学软件对信号处理进行了仿真设计,并通过实验对仿真算法进行了验证。 4.研究用线性放大电路来接收微弱多普勒信号,并采用基于NI Labview软件的数据采集卡对数据进行实时采集,详细地分析了实验数据及误差,最后运用上述算法实现了对振动信号的振幅、频率和速度等信息的测量。