M-Z干涉儀型光纖分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)模式識(shí)別方法研究.pdf

1、M-Z干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、檢測范圍廣、不需要外場供電以及不受電磁干擾等優(yōu)勢(shì)，在周界安防、輸油管道等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以提高雙M-Z干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感系統(tǒng)的擾動(dòng)事件識(shí)別精確度為目標(biāo)，開展適用于雙M-Z干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感系統(tǒng)的模式識(shí)別算法的研究，基于傳感輸出信號(hào)短時(shí)頻率隨外界擾動(dòng)變化的特點(diǎn)，提出了基于短時(shí)頻率-時(shí)間特性的模式識(shí)別算法，并通過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的

2、研究工作:
　　1，雙M-Z干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感系統(tǒng)的傳感原理研究。從光波導(dǎo)理論出發(fā)，結(jié)合光纖的彈性理論，推導(dǎo)出傳感器的輸出信號(hào)與外部擾動(dòng)信號(hào)之間的關(guān)系，提出了以傳感輸出信號(hào)的頻率-時(shí)間特征作為模式識(shí)別特征。并研究了當(dāng)前主流的信號(hào)頻率-時(shí)間特征提取算法以及主流模式識(shí)別算法。
　　2，傳感輸出信號(hào)頻率-時(shí)間特征提取算法的研究。從理論和實(shí)驗(yàn)中深入分析了幾種主流的信號(hào)頻率-時(shí)間特征提取算法，結(jié)合各算法的優(yōu)缺點(diǎn)與傳感輸出信號(hào)特

3、點(diǎn)，提出了基于信號(hào)短時(shí)平均過電平率的特征提取算法，大大降低了運(yùn)算復(fù)雜度并提高了運(yùn)算速度。
　　3，信號(hào)降維算法與消除特征時(shí)間對(duì)齊誤差算法的研究。針對(duì)應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在處理信號(hào)頻率-時(shí)間特征所存在的問題，引出信號(hào)降維與消除時(shí)間對(duì)齊問題的必要性。由數(shù)學(xué)圖形學(xué)思想中得到啟發(fā)，選擇了將信號(hào)特征數(shù)據(jù)采用“重疊”技術(shù)分段，并對(duì)各段數(shù)據(jù)建立多個(gè)模型，采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃算法對(duì)多個(gè)模型進(jìn)行篩選，從而得到最佳模型的信號(hào)處理方法。一方面，使用模型參數(shù)