遺傳算法在光纖光柵光譜分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、光纖光柵傳感器是一種無源器件，它具有體積小、重量輕、性能長期穩(wěn)定、與被傳感物高度絕緣、與光纖兼容、抗腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點。但是隨著光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，所研制的傳感器由基于光纖光柵軸向應(yīng)變特性的傳感器向多參數(shù)、多功能光纖光柵傳感器發(fā)展。
　　當(dāng)光纖光柵受到軸向作用力后，其反射譜發(fā)生平移但形狀不改變?？墒钱?dāng)光纖光柵受到橫向作用力和扭轉(zhuǎn)作用力后，其譜型不僅會發(fā)生移動而且形狀發(fā)生改變。其原因在于橫向均勻作用力反射譜發(fā)不僅受

2、到橫向作用力、摩擦系數(shù)有關(guān)的修正因數(shù)、偏振方向的分光系數(shù)的影響，在實際中而且還受到噪聲干擾的影響。如何從提取被測參量，是目前研究的難點。本文通過光纖光柵光譜重構(gòu)技術(shù)解決這些問題，同時達(dá)到消除噪聲和準(zhǔn)確測量參數(shù)目的。提出了一種自適應(yīng)啟發(fā)式全局意義上的搜索算法的遺傳算法(Genetic Algorithm，GA)，實現(xiàn)光纖光柵光譜重構(gòu)。
　　本文主要內(nèi)容主要包括以下三個部分:
　?、俑鶕?jù)模耦合理論，對光纖光柵的軸向應(yīng)變特性、橫向

3、應(yīng)變特性及扭轉(zhuǎn)特性進(jìn)行理論分析，推證了相應(yīng)的傳感模型。根據(jù)光柵橫向受力分布情況，分別對橫向均勻受力和局部受力情況下的反射譜變化狀態(tài)進(jìn)行了討論，從中提取出反映外部信號的反射譜特征信息量，并研究了該特征信息量與傳感量之間的關(guān)系。
　　②詳細(xì)介紹相關(guān)函數(shù)在噪聲干擾情況下進(jìn)行有效識別的優(yōu)點，通過相關(guān)函數(shù)建立的目標(biāo)函數(shù)可以使遺傳算法更快速、準(zhǔn)確實現(xiàn)光譜重構(gòu)。提出了通過遺傳算法實現(xiàn)光纖光柵光譜重構(gòu)，研究了種群長度、進(jìn)化代數(shù)、交叉率、變異率選值