SBS激光水下探测扫描系统的研制

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扫描系统是海洋激光探测中的一个重要模块,控制系统是整个激光探测系统的控制执行机构,其性能直接关系到探测系统的实时性和成像精度。本文的任务是针对受激布里渊(Stimulated Brillouin Scattering,简称SBS)激光探测的水下探测要求,设计了一种以DSP为核心的数字扫描伺服控制系统,而且为了模拟水下扫描实验,设计了密闭容器,把整个探测光路和扫描运动平台集成在密闭容器里,整个容器伸入水下,做二维定点扫描,完成SBS信号的探测的实验。  论文主要研究了SBS激光探测扫描系统的结构组成,控制方案,硬件和软件的设计等问题,在关键器件的选型上面,选择了无刷直流电机,用它来做驱动电机和补偿电机,而且简述了它的优点,还分析了可能带来误差的原因。在扫描总体结构设计方面,硬件采用DSP的一款TM320F2812为主控制核心,主要是考虑到它有丰富的内部硬件资源,加上外围电路如电机驱动电路,反馈采样电路,串口通信电路和电源电路等:软件设计部分采用模块化编程,主要实现PWM信号输出、信号采集、数据通信等功能,为了提高系统的控制精度,采用闭环算法设计。  最后对设计的扫描系统样机进行了硬件和软件的调试,而且结合SBS激光探测的光源输出部分和SBS信号的接收部分完成了水下探测实验,对系统的总体评价是:软件和硬件的设计合理,性能稳定,但是探测的距离有限,基于实验的考虑,还是达到了一些基本的要求,对SBS激光探测的实际应用提供了有意义的参考价值。
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