基于DSP的激光互相关测速系统研究

作     者：阳湘林 

作者单位：西华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄小兵

授予年度：2013年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 0803[工学-光学工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：DSP 激光 相关 测速 

摘      要：相关测量技术是一种非接触式测量技术,广泛应用于航天、航海、交通、钢铁、纺织及造纸等行业中,可以在线实时测量运动固体、流体和气体的速度。 本文以电动机带动的皮带为研究对象,将激光传感器、相关测量技术与数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)有机结合,研究一种基于DSP的激光互相关测速系统,以达到非接触、实时性较好及精度较高的测量目的。 首先,在大量阅读相关文献的基础上,提出了基于DSP的激光互相关测速方案。介绍了相关测速的国内外研究现状和发展趋势,论述了相关测速的原理及相关参数的选择。 其次,根据测速系统的功能要求,对相关测速系统的总体方案进行设计,包括硬件系统的方案设计和软件系统的方案设计。 再其次,对相关测速系统的硬件进行设计,包括激光传感器、调理电路、数据采集卡、DSP芯片和液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)的设计。 第四,对相关测速系统的软件进行设计,包括系统软件、操作界面和互相关算法的设计。用Labview设计了测速系统的操作界面,且对快速互相关算法进行了仿真,验证了用快速互相关算法进行测速的正确性和可行性。 第五,对互相关运算的数据处理进行了详细论述,主要论述了快速互相关算法的实现及基于DSP的混合编程。本文采用快速互相关算法实现了互相关函数在DSP上的运算,从而确保了相关测速的实时性和精度。 第六,用汇编语言在DSP上实现了快速傅利叶变换FFT(Fast Fourier Transform),并在CCS(Code Composer Studio)上进行了仿真,证明了相关测量技术与DSP的结合是正确的和可行的,同时对相关测速的精度进行了分析。 最后,对全文的研究工作进行总结并提出进一步研究的建议。