基于粒子群優(yōu)化算法的光纖光柵反射譜分析技術(shù)的研究.pdf

1、光纖光柵傳感器有著抗電磁干擾、高絕緣性、耐腐蝕、易于光纖連接，波長絕對編碼、便于復(fù)用成網(wǎng)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在航空航天、土木工程、石油化工、醫(yī)療、電力等領(lǐng)域上，在傳感領(lǐng)域內(nèi)成為發(fā)展較快的技術(shù)之一。在光纖光柵反射譜分析時，由于存在系統(tǒng)誤差以及一些不確定參數(shù)的影響，使反射譜中的特征信息很難精確的確定?；诖爽F(xiàn)狀本文提出了采用粒子群優(yōu)化算法識別反射譜特征信息來表征光纖光柵傳感量的新方法，具體內(nèi)容包括:
　　從光纖光柵的傳輸理論出發(fā)，應(yīng)用模

2、耦合理論和傳輸矩陣對光纖光柵在軸向受力、橫向受力和扭轉(zhuǎn)作用下的相應(yīng)傳感模型建立進行了說明，對反射譜特性進行了詳細的理論分析，從中提取出反映外部信號的反射譜特征信息量，并研究了該特征量與傳感量之間的關(guān)系。針對以上的研究，設(shè)計了光纖光柵受力與扭轉(zhuǎn)測量的實驗系統(tǒng)對光柵軸向受力、橫向受力和扭轉(zhuǎn)作用進行了實驗，驗證了理論分析的正確性。
　　同時，針對光纖光柵受力后其反射譜型產(chǎn)生的變化和一些不確定參數(shù)的影響，以標準粒子群尋優(yōu)模型為基礎(chǔ)設(shè)計了改

3、進的粒子群優(yōu)化模型，并編寫了相應(yīng)的算法測試軟件。通過對測試函數(shù)的尋優(yōu)仿真驗證了所設(shè)計的粒子群優(yōu)化算法的可靠性和穩(wěn)定性，同時分析了各參數(shù)對算法的影響，并且通過對光纖光柵模型的大量仿真實驗進一步驗證了所設(shè)計算法的在光纖光柵反射譜譜型優(yōu)化應(yīng)用的可行性。最后以光纖光柵軸向均勻受力和橫向均勻受力為對象，設(shè)計了相應(yīng)的目標函數(shù)進行尋優(yōu)測試。
　　實驗結(jié)果表明粒子群優(yōu)化算法具有準確性高、速度快、穩(wěn)定性好的特點，而且能分析出其他一些不易測量的信息。