基于激光回馈效应的声音检测与重构研究

声音检测技术是振动模态分析、声场可视化、噪声识别与控制和远程侦听等研究的基础和前提,在很多领域都有广泛的应用。基于固体微片激光回馈效应和外差移频相位测量方法,本文利用微片Nd∶YVO4激光器构建了声音检测系统,很好地实现了不同频率声音信号的检测。同时开展了音频信号的识别与检测,重构得到的信号清晰可辩。该系统无需在声场中设置特殊目标或物质,可以实现非接触的声音检测和远距离测量,能够满足多种场合的声音检测工作需要,具有较大的实际意义。     

基于Nd∶YAG激光器声音辨识的实验探究

为了实现以激光作为载体的声音辨识,提出了一种基于Nd∶YAG激光器的声音辨识测量方法。首先,通过实验验证了采用Nd∶YAG激光器的测量系统能够测量低反射率物体纸片的运动位移;其次,声音信号在通过空气向外传播时,会引起纸片的振动位移,经过滤波、放大处理,实现声音的还原。结果表明,基于Nd∶YAG激光器的激光回馈干涉测量系统通过测量纸片的振动位移,从而实现对测试人员的声音辨识。     

固体微片激光回馈技术在远程振动测量中的研究

激光回馈技术具有极高的测量灵敏度，在振动测量中具有突出的优势。在激光回馈理论和技术的基础上，研究并提出了基于激光回馈技术的远程振动测量方法，构建了完整的固体微片激光远程振动测量系统，详细分析了系统各个部分的基本结构及其工作原理，并在实验中很好地实现了不同频率振动信号的测量及恢复。该研究将振动测量的工作距离提高到25 m以上，实现了远程微振动的非接触测量，拓展了激光回馈技术的应用。实验系统具有较大的振幅与频率测量范围，在振动测量方面具有突出的性能，能够适用于多种场合和目标的振动测量需求。     

正交偏振激光回馈干涉仪稳定性提高方法研究

激光回馈技术灵敏度高,并且无须配合靶镜就能够测量诸如黑色、粗糙的目标的位移或形变。为了消除环境（气压、地基震动、温度漂移等）对测量精度的影响,设计、构建了稳定的微片正交偏振激光器,采用半导体激光器泵浦微片;搭建了包括光学、电路的完整的正交回馈干涉仪系统,系统工作稳定,实现了远距离处测量。这一系统能有效地减小环境对测量的影响,提高激光回馈干涉仪的精度。     

激光高阶回馈微位移测量系统设计及误差分析

设计了一套基于激光高阶回馈效应的微位移测量系统,介绍了其工作原理,给出了系统中光学单元、机械单元和信号处理及细分单元的设计方法及关键参数。对设计完成的测量系统与PI位移台进行了比对测试,实验结果表明系统的分辨率达到0.7 nm,并对测量系统进行了误差分析。激光高阶回馈微位移测量系统不但分辨率高,而且还具有结构简单和性价比高等优点,在精密位移测量中具有广泛的应用前景。     

微片激光准共路-调频回馈干涉仪关键技术研究

激光器回馈干涉（又称自混合干涉）与传统的光干涉有实质不同。前者发生在激光器（光源）内部，激光介质增益对干涉效果（条纹形状等）起重要作用，而后者只发生在激光器外部的光路上。本文从应用的角度，也从和传统的激光干涉对比的角度探讨固体微片激光器回馈干涉仪的关键技术，包括对固体微片激光器回馈有特殊意义的“弛豫振荡”、高光灵敏度（完全非接触）的形成、测量精度提高、测量速度增加、频率稳定等。还将介绍本团队研究微片激光准共路-调频回馈干涉仪应用的成果，包括回馈共焦显微技术、表面测量、振动（和声音）测量、面内位移测量、热膨胀系数测量、折射率测量等。     

智能型激光三角法振动测量技术研究

为了实现主轴振动实时非接触测量技术的智能化,提出了一种基于移动终端操作系统的振动测量方案。改进了激光三角法振动测量模型,推导出被测物体的振动位移变化量和反射光斑位移变化量成线性关系。设计了振动测量系统,通过WIFI进行数据传输,提高了数据的安全性,实现了远距离传输。设计了移动端软件,减小了振动测量系统的体积,采用滑动平均滤波法消除了周期性干扰。根据信息论进行不确定度分析,采用信息熵表示不确定度。经过实际测试,该系统的测量不确定度为2.66 bit。研究结果对振动测量方案的设计具有一定的指导意义,为相关机械领域中振动测量的后期深入研究奠定了理论和试验基础工作。     

激光回馈玻璃材料微小内应力检测技术

平板玻璃广泛应用在建筑、交通、航天等领域,其应力大小是衡量产品质量的重要指标,为快速准确地检测退火后玻璃中的微小应力,本文基于激光回馈效应研究平板玻璃应力测量技术。通过论述激光回馈理论中的偏振跳变现象,分析系统中存在的测量锁区问题,并采用增加偏置波片的方法,间接扩大了系统测量范围。对样品的测量结果进行误差分析,排除外界温度引起的误差后,检测技术的精确性与重复性得到提高。实验结果表明:平板玻璃样品的应力测量结果中最大值为0.65 Mpa,标准差低于0.15 Mpa,属于产品的标准应力范围,此外测试系统具有结构简单、精确度高、稳定性强等特点,为实现在线无损检测平板玻璃应力提供重要方法。     

激光外差测振中信噪比的实验研究

激光外差法测量物体振动已形成为一种重要的高精度测振方法。此测量方法对周围环境要求较低,可远距离测量且被测物体表面可较粗糙。但是这些优点与外差信号的信噪比有较大关系。为在发挥此方法特长的情况下提高测量精度,本文通过实验对零拍外差信号的信噪     

激光测振系统研究

振动测量在工业、地质、军事等各个领域有着广泛的应用。光学或光电方法测量振动具有精度高、灵敏度高、响应速度快、实现非接触测量的优点。本文介绍了激光反射法测振系统。这种系统结构简单,便于操作,尤其适合远距离测量的场合。除了用于     

LED模组在线检测设计

在项目实践基础上,使用机器视觉技术,对采集的图像采用中值滤波窗口滤除采集过程中的脉冲及椒盐噪声;使用自适应大津法分割图像,在对单元板在线检测时,由于工作台振动造成模组摆放位置与标准模板位置产生偏差,可采用Fomier-Mellin法进行图像配准,并对配准结果进行双线性插值法处理,结果表明,该方法能精确确定图像分割时的阈...     

基于光反馈自混合干涉的位移测量算法设计及滤波

为实现适度光反馈机制下位移的测量,研究设计了基于相位解卷的位移测量算法。为了提高测量精度,对光反馈自混合干涉信号进行了预处理,重点研究了光反馈自混合干涉信号的滤波问题。通过仿真和实验,验证了本文方法的可行性。在光反馈自混合干涉位移测量系统中,使用本文所设计的方法可以重构出高精度的物体振动轨迹。     

H �� Filtering for Markovian Switching Genetic Regulatory Networks with Time-Delays and?Stochastic?Disturbances

This paper is concerned with the H _∞ filtering problem for a class of nonlinear Markovian switching genetic regulatory networks (GRNs) with time-delays, intrinsic fluctuation and extrinsic noise. The delays, which exist in both the translation process and feedback regulation process, are not dependent on the system model. The intrinsic fluctuation is described as a state-dependent stochastic process, while the extrinsic noise is modeled as an arbitrary signal with bounded energy, and no exact statistics about the noise are required to be known. The aim of the problem addressed is to design a Markovian jump linear filter to estimate the true concentrations of mRNA and protein through available measurement outputs. By resorting to the Lyapunov functional method and some stochastic analysis tools, it is shown that if a set of linear matrix inequalities (LMIs) is feasible, then the desired linear filter exists. The designed filter ensures asymptotic mean-square stability of the filtering error system and two prescribed L ₂-induced gains from the noise signals to the estimation errors. Finally, an illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of the approach proposed.     

自适应滤波算法在微弱振动测量中的应用

将递归最小二乘自适应滤波算法应用于激光多普勒测振技术中,搭建了相应的微弱振动测量装置。模拟仿真与实验中,通过与设计的切比雪夫低通滤波算法对比,结果表明:该递归最小二乘自适应滤波算法能够有效抑制随机高斯白噪声,还原出原始信号;能够对简谐振动信号实现有效滤波,并且可以还原出淹没在噪声中的低频20 Hz信号;文中算法可以去除语音噪声,使声音更加纯净,增强语音信号,以此验证了该算法在外差振动测量中的可行性。该算法简单易用、收敛性强、速度快,尤其对于随机噪声的去除比普通的低通滤波器更加有效。     

Time delay control with state feedback for azimuth motion of thefrictionless positioning device

A time delay controller with state feedback is proposed for azimuth motion control of the frictionless positioning device which is subject to the variations of inertia in the presence of measurement noise. The time delay controller, which is combined with a low-pass filter to attenuate the effect of measurement noise, ensures the asymptotic stability of the closed-loop system. It is found that the low-pass filter tends to increase the robustness in the design of the time delay controller, as well as the gain and phase margins of the closed-loop system. Numerical and experimental results support that the proposed controller guarantees a good tracking performance, irrespective of the variation of inertia and the presence of measurement noise     

基于混合编程的高精度激光多普勒信号处理技术

针对激光多普勒信号中存在较大噪声干扰的实际情况,为了抑制这些噪声干扰,提高激光多普勒测速仪的测量精度,提出了对激光多普勒信号进行最小均方差(LMS)自适应滤波后作快速傅里叶变换(FFT),基于混合编程思想对所得到的频谱,先进行频谱细化,再进行频谱校正的信号处理方法,并对理想正弦信号和实测多普勒信号分别进行仿真计算和实验研究。仿真和实验结果表明：LMS自适应滤波技术可以有效抑制激光多普勒测量中的多频率噪声的干扰,此技术能够适应于很宽的信噪比范围,大大提高多普勒信号的信噪比;频谱细化技术可以提高激光多普勒信号的频谱分辨率,频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率,使校正后的频率更加接近于真实值;信号处理精度比直接进行FFT提高2~3倍。     

基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量研究

纳米位移测量技术是实现高精度纳米制造的基础。激光自混合干涉为精密纳米位移测量提供了一种结构简便、成本低廉,同时测量精度可达纳米量级的精密位移测量方法。区别于传统基于反射镜或散射面为反馈元件的激光自混合干涉测量方案,研究了一种基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量方法,该方法的位移测量结果以光栅的周期为基准。实验测得了在弱反馈强度条件下的光栅自混合干涉信号,通过阈值设定的方法确定位移方向的反转点,结合反余弦的相位解包裹算法处理光栅自混合信号,获得了对应的位移测量值。最终采用商用激光干涉仪与自组装的光栅自混合干涉仪进行位移测量数据的比对测量,实验结果表明,经过线性修正后,其位移误差不超过0.241%。