光纤光栅传感器在分布式系统中应用研究

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1、IIIILIIIIIIIILLIIIIIIIlILIIIIIIIlIII}Y1839366东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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，也不包含为获得东南大学或其它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了谢意。研究生签名：茎垒日期：巡A年东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所

2、送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。’研究生签名：壅道导师签名：Et期：¨硝．牛．L}硕士学位论文摘要分布式捷联姿态基准及变形测量系统针对分立的捷联局部基准系统存在的问题，提出了建立全舰导航统一的分布式局部姿态基准及变形测量和甲板变形补偿系统的设计思想，这种姿态基准系统的精确度和可靠性比原有的捷联姿态基准系统有了很大提高，

3、在舰船甲板交形测量领域具有很大的先进性和实用价值。波浪载荷以及武器系统冲击载荷等会引起舰船甲板的变形，为了克服甲板变形带来的误差，提高武器系统的精度，本文提出基于光纤Bragg光栅传感器的变形测量补偿方案，根据分布在甲板上的一些优化选择的测量点上的光纤Bragg光栅传感器测量甲板应变，然后利用应变模态分析理论推导应变姿态转换关系，计算出甲板上各战位点的挠曲变形转角，把这个挠曲变形转角作为分布式捷联姿态基准的姿态补偿信息，通过多级分布式计算机系统建立全舰统一姿态基准系统。论文从三个方面解决了如何将光纤Bragg光栅传感器应用在分布式系统中

4、的问题，即：(1)从光纤Bragg光栅本身的传感特性出发，推导其传感模型并通过实验的方法验证了使用光纤Bragg光栅传感器测量变形的可行性；(2)阐述应变模态分析理论并利用该理论推导山应变姿态转换关系，对甲板简化结构使用ANSYS进行仿真，通过仿真比较了使用有限元静态分析方法和本文提出的应变模态分析方法计算出的不同载荷下的挠曲转角，从精度上说明了将光纤Bragg光栅传感器应用在分布式系统中是可行的；(3)实现了网络光纤Bragg光栅测量分析系统，完成从采集、分析到发送数据的全部功能，并通过实验室模拟通信实验验证了系统的通信性能及整个系统

5、的可行性。作为分布式捷联姿态基准及变形测量系统的子系统，本文实现的基于光纤Bragg光栅传感器的变形测量补偿系统具有较高的实用性和先进性，同时也可以推广作为其它类似变形测量系统的一种参考。关键词：光纤Bragg光栅，分布式系统，变形测量，应变模态分析，数据采集，网络通信硕士学位论文AbstractTheDistributedUniformAttitudeReferenceandDeformationMeasurementSystemiSpresentedandtObedesignedtOovercomethedisadvantages，

6、ofcurrentseparateStrapdownAttitudeReferenceSystemforcompensatethedeformationofshipdeck．ThisnewattitudereferencesystemCanimprovetheprecisionofStrapdownAttitudeReferenceSystemandmakeitmorereliable，withgreatvalueonthetheoryandpracticefordeformationmeasurementofshipdeck．Thew

7、aveload，theimpulseloadofweaponsystemandSOOilcancausethedeformationofdecks．Todecreasetheerrorcausedbydeformationofdecksandtoimprovetheprecisionofweaponsystem，thispaperproposesadeformationmeasurementandcompensationmethodbasedontheFiberBraggGrating(FBO)sensors．Bychoosingsom

8、eoptimizedpointswhichaledistributedonthedeck，thestrainofthedeckcanbemeasuredaccordingtotheFBGsensorsloc