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,光柵復用技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得光柵傳感陣列信號和光柵傳感網(wǎng)絡(luò)信號越來越復雜,傳感信號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題導致傳感測量不準確,針對這些問題通常采用對測量光柵進行封裝或者增加參考光柵等方法來減少干擾因素對傳感結(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,同時還導致光柵傳感系統(tǒng)的復雜化,不利于光柵傳感的大規(guī)模部署。

2、
　　 本文針對光纖光柵傳感器的特點,采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對光柵傳感數(shù)據(jù)進行處理以提高傳感測量的準確度,這種方法既利用了光柵傳感器需要在終端進行解調(diào)的結(jié)構(gòu)特點,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。
　　 本文是在國家自然科學基金(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光柵傳感的發(fā)展進行了綜述,對光柵復用技

3、術(shù)和復用解調(diào)技術(shù)作了闡述。然后介紹了數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基本原理和研究內(nèi)容,對數(shù)據(jù)融合的分類方法和重要算法進行了綜述。
　　 (2)分析了光柵傳感中的異常值的特點以及常用異常值處理算法,然后提出了基于統(tǒng)計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,同時算法的復雜度低且易于編程實現(xiàn),有利于后續(xù)的數(shù)據(jù)融合處理算法實施。
　　 (3)對基于統(tǒng)計量的異常值處理方法進行改進,采用截尾加權(quán)算法對異常值進行處理,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行集成,提出一種改進的加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法,該算法采用二次融合的思想,第一次融合對異常值進行處理,第二次融合以接近最優(yōu)融合效果。實驗結(jié)果顯示該算法能有效抑制異常值對數(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)對多個模式對應(yīng)的波長測量數(shù)據(jù)進行融合,以預測所加載砝碼產(chǎn)生的應(yīng)變,實驗顯示這種方法簡單