基于遗传算法的efpi光纤传感技术研究 (1)

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1、TheresearchwhichbasedonthegeneticalgorithmofEFPIopticalfibersensingtechnology一一一Candidate：LingDongyueSupervisor：ZhouMengranCollegeofElectricalandInformation’一●EngmeenngAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo．168，ShungengRoad，Huainan，232001，P．R．CHINA独

2、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以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得一一．塞徼理王太堂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：一毖日期：垫旦年—L月—L日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塞垡堡三太堂有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期闻论文工作的知识产

3、权单位属于塞熊望王太堂。学校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阕。本人授权安徽理工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。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：2啪年5月6日签字日期：2口J3年毛月6日摘要摘要20世纪后几十年，以光纤通信为代表的信息技术的发展极大地推动了人类想信息社会迈进的步伐。与此同时光纤传感技术伴随着光导纤维以及光纤通信技术的发

4、展而迅速发展起来，光纤传感技术是一种以光为载体，光纤为介质，感知和传输外界信号的新型传感技术。非本征法布里珀罗(ErPO光纤传感器是目前历史最长、技术最为成熟、应用最为普遍的一种光纤传感器。随着光纤传感器的应用发展，其轴向和横向应变特性的研究也逐步成为热点，一些传统算法产生的误差较大，精确地较低，已无法满足目前光纤传感精度要求。本文设计的基于遗传算法的优化方法就是针对普通算法解调误差较大的缺点而设计的，主要是对参数的编码进行操作而非对参数本身，使用多点搜索，效率很高，直接以目标函数为搜索信息，并

5、且使用概率搜索技术，得到的是最优化解或者近优化解。本文介绍了一种基于遗传算法思想的EFPI光纤传感器复用解调算法，首先对EFPI光纤传感技术的发展过程做简要阐述，并对具体应用实例进行介绍；然后对EFPI光纤传感技术的原理说明，对EFPI的解调、复用技术以及本文采用的复用解调算法的原理进行了详细的叙述；再简要介绍了遗传算法基本概念、结构、特点，详细说明了遗传算法的设计与实现以及本文中遗传算法在EFPI光纤传感器复用解调技术中的实际运用方法；构建了整体的硬件框架，突出阐述了系统硬件结构核心DSP芯片

6、及其外围电路，包括电源管理电路、时钟电路、复位电路、A／D模块、JTAG、异步串口通讯电路等；通过CCS开发工具对DSP进行软件设计，将遗传算法各步骤算法思想转换为C语言程序，再对串口中断程序进行编写与调试，完成整个系统框架。最后通过MATLAB仿真得到的遗传算法最优解与实际DSP系统运算结果进行了对比和误差分析，证明了本系统的可行性以及算法优越性，对本系统的不足与实际运行中的问题进行了总结。[注：本课题来源于国家自然科学基金和神华集团有限公司联合资助(51174258)；安徽省自然科学基金资助

7、(11040606M103)；安徽省高校自然科学研究重点项目资助(J2011A0973)】安徽理工大学硕士学位论文图[40]表[5】参[56】关键词：EFPI光纤传感器；解调复用；遗传算法；DSP分类号：TD76IIAbstractAfterdecadesofthe20thcentury,thedevelopmentofinformationtechnologyrepresentedbyopticalfibercommunicationhasgreatlypromotedthehumantoth

8、epaceoftheinformationsociety．Atthesametimetheopticalfibersensingtechnologywithopticalfiberandopticalfibercommunicationtechnologyisdevelopedrapidlywiththedevelopmentoftheopticalfibersensingtechnologyisakindoflightasthecarrier,opticalfiberasmedium,perc