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《燕山大学》 2017年
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基于Brillouin散射谱的分布式光纤传感信号提取关键算法的研究

徐金睿  
【摘要】:基于Brillouin散射谱的分布式光纤传感技术,利用传感光纤中所产生的Brillouin散射谱中心频移的变化量与外界物理量变化建立映射关系,来达到光纤传感的目的。高精度地获取Brillouin散射谱的特征信息是基于Brillouin散射谱的分布式光纤传感技术的研究重点,具有较高的学术价值,且应用前景巨大。本文围绕基于Brillouin散射谱的分布式光纤传感信号提取的关键算法进行研究。首先,本文简要阐述了分布式光纤传感技术的分类,介绍了基于Brillouin散射谱的光纤传感技术国内外研究现状。对Brillouin散射的产生原理,Brillouin散射谱拟合原理和Brillouin散射谱与物理量温度、物理量应变的关系进行了分析。并介绍了不同的Brillouin信号检测技术。其次,提出了一种将遗传算法(GA)和量子粒子群(QPSO)算法相结合的新混合优化算法,该混合优化算法通过运用GA算法中的交叉、变异算子操作来优化QPSO算法,提高QPSO算法的全局搜索能力,克服其易陷入局部极值的缺点。将其应用到Pseudo-Voigt型的单峰Brillouin散射谱特征提取,对不同权重比、不同线宽和不同信噪比下的单峰Brillouin散射谱进行了参数估计和分析。最后,本文提出了一种将GA算法与BP神经网络相结合的新混合优化算法,该混合优化算法通过利用GA较强的全局搜索能力为BP神经网络提供更好的初值,提高BP神经网络对全局最优解的计算精度。将其应用到多峰Brillouin散射谱的特征提取,对不同条件下的多峰Brillouin散射谱进行了参数估计和分析。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN253

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