● 摘要
本文以某航天研究所 “速度测量动态标定系统” 项目作为课题背景，设计并实现一种基于光纤多普勒技术的非接触式线运动参数动态测量和标定系统。 导弹发射过程中的内弹道及出筒速度瞬态值、速度动态变化历程是判定发射系统性能是否正常，发射过程成功与否的重要参数，也是发射后击中目标准确性的重要前提。对运动参数的动态测试在工业自动化、农业自动化、军事工程、航天技术、资源探测、海洋开发、安全环保、医疗诊断、环境监测等各个方面都起到了相当大的作用，所以建立一套完整、准确的线运动物体运动参数（速度、加速度）综合动态测试平台系统，对运动参数动态测试及对现有测试系统可靠性、稳定性、准确性的评估有着重要的意义。 动态标定系统从机械结构规划、硬件设备搭建及软件程序设计三方面工作投入设计，整个系统由瞬态线运动信号发生装置、线运动信号转换装置和线运动信号采集与处理系统三部分组成。 本文在完成项目需求分析后，最终选择基于光纤多普勒干涉技术的速度测量（AFVISAR）信号转换系统。文中对系统信号流程进行详细分析和公式推导，利用计算机工具（Matlab、Simulink）对其进行建模和仿真，为系统的实际实现奠定了理论基础，也对系统组成器件选择提出了参数和精度要求。 对于综合标定系统数据采集和信号处理部分，本文进行了高速动态采集卡选取、硬件驱动设计、精确的变频信号相位提取和拟合算法设计、精练的信号处理软件程序编写等方面的工作。同时为保证系统的精度及对测试信号进行有效的溯源，文中还对系统的误差进行了简单的分析和计算。 简洁、规范、友好的用户界面设计实现对动态测试结果的图形直观输出、测试系统自动测试、综合系统的控制等，从而有效地将机械、硬件、软件三部分结合起来，实现综合动态标定系统的功能需求。 本文所研究内容在测试阶段运行良好：可以实现对线运动参数的动态测试，快速、准确地向用户提供测试和标定结果，满足了系统设计的功能和精度要求。本系统取得了预期的效果。