仪器仪表学报
儀器儀錶學報
의기의표학보
CHINESE JOURNAL OF SCIENTIFIC INSTRUMENT
2014年
9期
2102-2108
,共7页
刘暾东%傅晓立%陈静%陶继平%江灏
劉暾東%傅曉立%陳靜%陶繼平%江灝
류돈동%부효립%진정%도계평%강호
光纤布拉格光栅%交叉敏感%参数辨识%差分进化算法
光纖佈拉格光柵%交扠敏感%參數辨識%差分進化算法
광섬포랍격광책%교차민감%삼수변식%차분진화산법
fiber Bragg grating%cross-sensitivity%parameter identification%differential evolution algorithm
鉴于横向应力和温度对光纤布拉格光栅的交感耦合呈现非线性关系,将横向局部应力与温度的交感问题转化为非线性系统参数辨识问题:首先根据光纤布拉格光栅横向应力与温度的传感原理构造一个理论意义上的反射光谱,然后利用理论光谱和采样光谱之间的差异度建立系统参数辨识模型,通过差分进化算法对该优化辨识模型进行求解,最终实现横向局部应力与温度的同时测量.实验和仿真结果表明,本文提出的方法具有较高的辨识精度,得到的横向应力误差绝对值一般小于4.0×10-3N,温度误差绝对值一般小于3.0×10-3℃,传感器对温度的灵敏度为11.7 pm/℃.该方法能够解决光纤布拉格光栅横向局部应力和温度的交叉敏感问题,提升光纤布拉格光栅传感网络在实际工程中的传感精度.
鑒于橫嚮應力和溫度對光纖佈拉格光柵的交感耦閤呈現非線性關繫,將橫嚮跼部應力與溫度的交感問題轉化為非線性繫統參數辨識問題:首先根據光纖佈拉格光柵橫嚮應力與溫度的傳感原理構造一箇理論意義上的反射光譜,然後利用理論光譜和採樣光譜之間的差異度建立繫統參數辨識模型,通過差分進化算法對該優化辨識模型進行求解,最終實現橫嚮跼部應力與溫度的同時測量.實驗和倣真結果錶明,本文提齣的方法具有較高的辨識精度,得到的橫嚮應力誤差絕對值一般小于4.0×10-3N,溫度誤差絕對值一般小于3.0×10-3℃,傳感器對溫度的靈敏度為11.7 pm/℃.該方法能夠解決光纖佈拉格光柵橫嚮跼部應力和溫度的交扠敏感問題,提升光纖佈拉格光柵傳感網絡在實際工程中的傳感精度.
감우횡향응력화온도대광섬포랍격광책적교감우합정현비선성관계,장횡향국부응력여온도적교감문제전화위비선성계통삼수변식문제:수선근거광섬포랍격광책횡향응력여온도적전감원리구조일개이론의의상적반사광보,연후이용이론광보화채양광보지간적차이도건립계통삼수변식모형,통과차분진화산법대해우화변식모형진행구해,최종실현횡향국부응력여온도적동시측량.실험화방진결과표명,본문제출적방법구유교고적변식정도,득도적횡향응력오차절대치일반소우4.0×10-3N,온도오차절대치일반소우3.0×10-3℃,전감기대온도적령민도위11.7 pm/℃.해방법능구해결광섬포랍격광책횡향국부응력화온도적교차민감문제,제승광섬포랍격광책전감망락재실제공정중적전감정도.
