【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學測量，具體涉及一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法。
技術介紹
1、隨著風機技術的進步及能效要求的提高，長葉片、高塔筒成為風電機組發展的方向。在風機工作過程中，葉片的振動位移反映其健康狀態，同時凈空距離的實時監測可有效防止葉片與風機機身發生碰撞。因此，精確測量風機葉片的振動位移與距離對于風機的健康運轉有重要意義。風機機位點地理環境復雜、風況復雜或因寒流、臺風等復雜氣象條件以及葉片表面反射情況的變化，會直接影響激光自混合干涉系統中系統參數光反饋強度因子(c值)，導致無法準確測量風機發電時葉片的振動位移及與塔筒的絕對距離。
2、在激光自混合干涉系統中，光反饋強度因子(c值)是一個非常重要的參數，在不同程度上影響著激光的強度噪聲、線寬展寬和激光線寬，尤其是在自混合干涉系統的信號位移重構中起著非常重要的作用。
3、在利用激光自混合干涉原理進行測量時，由于一些目標物體的表面粗糙，探測過程激光聚焦點會發生變化，以及受到測量環境波動的影響，導致光反饋強度因子(c值)發生變化，且難以準確計算。在高精度位移重構算法中，需要用到無光反饋干涉相位，而該值受到光反饋強度因子(c值)影響，這將會導致測量精度的降低。
4、對于不同的反饋水平，也就是不同的自混合波形需要不同的信號處理方法來獲得目標的位移信息。但是實際測量過程中對光反饋強度因子(c值)的測量非常耗時，且難以對每個時刻的自混合信號的光反饋強度因子(c值)進行計算。同時，測量過程中保持光反饋強度不變是十分困難的。需要對光反饋強度進
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，該方法解決了受光反饋強度因子影響所導致的精度降低的問題，可降低光反饋強度對自混合干涉信號的影響，通過頻域處理信號，增強自混合干涉儀的測量穩定性。
2、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，包括以下步驟：
4、s1、對自混合干涉信號利用短時傅里葉變換，得到二維的信號時頻譜的數值矩陣；
5、s2、對數值矩陣進行求模值運算，并對模值歸一化獲取歸一化矩陣；
6、s3、將歸一化矩陣進行多次乘方運算得到權重矩陣，將權重矩陣作為各個時頻點之間的權重；
7、s4、將權重矩陣與信號時頻譜的數值矩陣相乘，用于保留信號各時刻的主頻部分，抑制光反饋強度因子引入的諧波成分；
8、s5、對權重矩陣與數值矩陣相乘后得到的矩陣利用短時傅里葉逆變換，得到時域信號，實現代數上控制自混合干涉信號的光反饋強度。
9、優選地，步驟s1的具體過程為：
10、s11、自混合干涉系統中光反饋干涉相位和無光反饋干涉相位，即物體運動產生的光相位變化滿足相位方程：
11、φf＝φ0-c·sin(φf+arctanα)??????(1)
12、信號功率方程：
13、p(t)＝cos(φf)?????????(2)
14、其中，φf為光反饋干涉信號相位；φ0為無光反饋相位；c為光反饋強度因子；α為激光器線寬展寬因子，α為常數；p(t)為自混合干涉信號；
15、s12、使用無光反饋相位基于光相位進行位移重構：
16、l＝λ*φ0/(4*π)(3)
17、其中，l為外部目標位移，λ為激光波長，φ0為無光反饋相位；通過將光反饋強度因子抑制到趨于0的方法來消除公式(1)中后一項的影響；
18、s13、結合公式(1)，歸一化后的smi時域信號表達為：p(t)＝cos(φ0-c·sin(φf+arctanα))，對其進行貝塞爾級數展開，并求短時傅里葉變換，得到smi信號的貝塞爾頻譜展開式為：
19、
20、其中，j0(c)為0階一類貝塞爾函數，j2n(c)為偶次階一類貝塞爾函數，j2n+1(c)為奇次階一類貝塞爾函數，c為光反饋強度因子，n為非負整數，δ()表示單位沖擊函數，f為信號頻率，f0為基波頻率；
21、s14、利用三角函數貝塞爾頻譜展開式，得到各個頻率成分，以及將偶次和奇次階的一類貝塞爾函數化成數值矩陣a。
22、優選地，步驟s2的具體過程為：將偶次和奇次階的一類貝塞爾函數得到的數值矩陣a求模值，得到矩陣b，歸一化處理后，得到歸一化矩陣m，其中，歸一化矩陣m作為各個時頻點之間的權重。
23、采用上述技術方案后，本專利技術具有如下有益效果：
24、1、本專利技術解決了受光反饋強度因子影響所導致的精度降低的問題，可降低光反饋強度對自混合干涉信號的影響，通過頻域處理信號，增強自混合干涉儀的測量穩定性。
25、2、本專利技術控制自混合干涉信號的c值在一個極低水平，在不進行c值計算的情況下，極大抑制基于相位解包裹方法中c值引入的位移重構誤差。
26、3、本專利技術將光反饋強度因子從代數上降至近似零，自混合干涉信號條紋傾斜程度發生變化，條紋傾斜程度消失，得到的是平穩且噪聲較小的自混合干涉信號，解決了自混合干涉信號光反饋強度因子隨時間波動且難以計算的問題，會更加方便后續的信號處理，提高測量的精度。
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1.一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，其特征在于，步驟S1的具體過程為：
3.如權利要求2所述的一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，其特征在于，步驟S2的具體過程為：將偶次和奇次階的一類貝塞爾函數得到的數值矩陣A求模值，得到矩陣B，歸一化處理后，得到歸一化矩陣M，其中，歸一化矩陣M作為各個時頻點之間的權重。
【技術特征摘要】
1.一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種基于時頻譜處理激光自混合干涉光反饋強度控制方法，其特征在于，步驟s1的具體過程為：
3.如權利要求2...
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