光纖光柵傳感的數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究.pdf

1、隨著光纖光柵傳感工程應(yīng)用的增多,光柵復(fù)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得光柵傳感陣列信號(hào)和光柵傳感網(wǎng)絡(luò)信號(hào)越來(lái)越復(fù)雜,傳感信號(hào)的處理成了制約光柵傳感器大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸之一。在目前的光柵傳感工程應(yīng)用中,干擾噪聲和交叉敏感等問(wèn)題導(dǎo)致傳感測(cè)量不準(zhǔn)確,針對(duì)這些問(wèn)題通常采用對(duì)測(cè)量光柵進(jìn)行封裝或者增加參考光柵等方法來(lái)減少干擾因素對(duì)傳感結(jié)果的影響,這些方法雖然有比較好的效果,但是增加了光柵傳感的使用成本,同時(shí)還導(dǎo)致光柵傳感系統(tǒng)的復(fù)雜化,不利于光柵傳感的大規(guī)模部署。

2、
　　 本文針對(duì)光纖光柵傳感器的特點(diǎn),采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)光柵傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以提高傳感測(cè)量的準(zhǔn)確度,這種方法既利用了光柵傳感器需要在終端進(jìn)行解調(diào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),也充分利用了傳感器信息,而且融合算法的選擇比硬件結(jié)構(gòu)的改變要方便,也更節(jié)約成本,適合于大規(guī)模部署。
　　 本文是在國(guó)家自然科學(xué)基金(61107052)的支持下完成的,主要內(nèi)容包括:
　　 (1)介紹了光柵傳感的基本原理并對(duì)光柵傳感的發(fā)展進(jìn)行了綜述,對(duì)光柵復(fù)用技

3、術(shù)和復(fù)用解調(diào)技術(shù)作了闡述。然后介紹了數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基本原理和研究?jī)?nèi)容,對(duì)數(shù)據(jù)融合的分類(lèi)方法和重要算法進(jìn)行了綜述。
　　 (2)分析了光柵傳感中的異常值的特點(diǎn)以及常用異常值處理算法,然后提出了基于統(tǒng)計(jì)量的異常值處理方法。這種方法不但充分利用了傳感器信息,同時(shí)算法的復(fù)雜度低且易于編程實(shí)現(xiàn),有利于后續(xù)的數(shù)據(jù)融合處理算法實(shí)施。
　　 (3)對(duì)基于統(tǒng)計(jì)量的異常值處理方法進(jìn)行改進(jìn),采用截尾加權(quán)算法對(duì)異常值進(jìn)行處理,然后將新的異常值處

4、理方法與加權(quán)最小均方誤差算法進(jìn)行集成,提出一種改進(jìn)的加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法,該算法采用二次融合的思想,第一次融合對(duì)異常值進(jìn)行處理,第二次融合以接近最優(yōu)融合效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該算法能有效抑制異常值對(duì)數(shù)據(jù)融合結(jié)果的影響,融合輸出方差0.0768明顯小于直接融合方法。
　　 (4)在分析了傾斜光柵不同模式應(yīng)變透射峰漂移量不同的基礎(chǔ)上,提出采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)多個(gè)模式對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,以預(yù)測(cè)所加載砝碼產(chǎn)生的應(yīng)變,實(shí)驗(yàn)顯示這種方法簡(jiǎn)單