光纤布拉格光栅传感器波长检测方法研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 重庆邮电大学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:主啤 签字日期: )0乌年t 月才日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 重庆邮电大学 有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权 重庆邮电大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书) 学位仰者也磊哼 毗名:份，毛 宇日期:严 1ω 年 t 月 25 日 签字日期: 1 1伸年 t 月 3孕 摘 要 光纤传感技术因其诸多优势已广泛应用于军事、航空、医疗、化工等领域。 解调是光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的关键技术，波长检测技术是解调的重点。 波长检测技术包括去噪和寻峰两部分，合理选取去噪方案和峰值检测策略是提高 解调精度的保证，其研究具有一定的学术意义和工程应用价值。 采用小波阈值法对含噪信号进行降噪，分析影响小波去噪的四个因素，即： 分解尺度、小波基、阈值和阈值函数，设计了两种基于小波阈值方法的 FBG 信号 去噪方案。①逐项处理小波系数，提出基于小波能量熵的最佳分解尺度确定方法 和加权融合小波基方法；而对于小波去噪中阈值和阈值函数选取问题，本文改进 了自寻优阈值选取策略，并提出了折中法阈值函数中最优参数选取方法；②基于 邻域系数的小波去噪，提出一种改进的能够随着分解尺度的增加而变化的阈值和 阈值函数。 为了获得精确的中心波长漂移量，通过分析现有寻峰算法的优缺点，提出基 于稀疏光谱的 FBG 峰值检测的三点寻峰算法。在此基础上确定影响峰值检测精度 的窗口大小、稀疏光谱数据个数和波长间隔三要素。本文采用求导法确定光谱处 理窗口大小；设置采样间隔对窗口内光谱进行重采样，获得稀疏光谱数据并进行 多项式拟合；根据拟合结果选取合适的波长间隔从而确定三点坐标，对 FBG 反射 谱进行峰值检测。 搭建基于 FBG 温度传感系统平台，通过实验验证本文所提去噪方法和寻峰算 法的有效性。 关键词：光纤布拉格光栅传感器，波长检测技术，去噪，小波变换，峰值检测 I Abs Abstract Abstract Because of the many advantages, optical fiber sensing technology has been widely used in the areas of military, aviation, healthcare and chemistry. Demodulation is one of the key technologies in fiber Bragg grating (FBG) sensor system. Meanwhile, the emphasis of the demodulation is the wavelength detection technology, including with de-noising and peak searching. Select proper de-noising scheme and peak detecting strategy is the basic guarantee which can improve demodulation accuracy. This aspect of the study has certain academic significance and engineering application value. This paper adopt the wavelet threshold method to de-noise for noisy signal. Two kinds of de-noising schemes of FBG signal based on the wavelet threshold method are designed after analyzing the four factors that affect wavelet de-noising, which includes decomposition scale, wavelet basis, threshold and threshold functio