為了解決光纖振動定位算法中互相關(guān)穩(wěn)定性差、最小均方收斂速度慢的問題,采用遞推最小二乘算法、滑動平均原理、早遲門原理,設(shè)計了一套穩(wěn)定且響應(yīng)迅速的光纖振動定位系統(tǒng)。光路部分基于雙馬赫-曾德爾干涉結(jié)構(gòu),硬件平臺以高速采集板結(jié)合現(xiàn)場可編程門陣列實現(xiàn)定位。在一段160m的光路上進(jìn)行重復(fù)敲擊實驗,對取得的振動數(shù)據(jù)分多段分別計算定位結(jié)果,去除最大值、最小值后剩余定位結(jié)果取平均值以提高定位精度。結(jié)果表明,相對于互相關(guān),遞推最小二乘隨著迭代次數(shù)增加,單次定位結(jié)果穩(wěn)定不會發(fā)生偏移,且其定位收斂速度是最小均方的3倍左右;在采樣率為10MHz時,系統(tǒng)實際響應(yīng)時間約0.3s,定位誤差范圍在±6m,且定位穩(wěn)定可靠。該研究對于光纖定位系統(tǒng)中定位算法的改進(jìn)、定位精度的提高是有積極意義的。 

【文章來源】：激光技術(shù). 2020,44(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【文章目錄】：
引 言
1 光纖定位系統(tǒng)原理闡述
    1.1 雙馬赫-曾德爾定位原理
    1.2 RLS算法及橫式濾波器估計時延原理
        （1）初始n=0時刻值:
        （2）更新濾波器系數(shù)矢量W（n）:
        （3）更新迭代矩陣C（n）:
    1.3 早遲門原理
2 系統(tǒng)硬件平臺及定位算法實現(xiàn)
    2.1 光纖定位系統(tǒng)硬件平臺
    2.2 實現(xiàn)定位的FPGA結(jié)構(gòu)
        2.2.1 振動起點識別
        2.2.2 RLS算法FPGA實現(xiàn)
        2.2.3 滑動平均處理及早遲門
    2.3 定位結(jié)果處理
3 實驗結(jié)果
    3.1 simulink中定位算法對比仿真
    3.2 FPGA定位結(jié)果
4 結(jié) 論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于LMS算法和線性插值的光纖擾動定位系統(tǒng)[J]. 劉仁華,羅義軍.  光通信技術(shù). 2019(04)
[2]基于FPGA的光纖振動定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 羅義軍,方理.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(10)
[3]雙馬赫-曾德爾分布式光纖擾動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 崔光磊,衣文索,張葉浩,牛衛(wèi)叢.  吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2017(06)
[4]基于二次相關(guān)算法的雙M-Z光纖傳感器的定位方法[J]. 楊順智,張志勇,邵理陽,閆連山.  光子學(xué)報. 2017(07)
[5]基于光纖振動傳感器與FPGA的石油管道安防系統(tǒng)[J]. 張暉,呂宏偉,馮進(jìn)良,才存良.  長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]一種低誤報率的新型光纖分布式振動傳感系統(tǒng)[J]. 林文臺,梁生,婁淑琴,盛新志,王鵬,張顏.  紅外與激光工程. 2015(06)
[7]基于雙M-Z干涉儀的光纖周界防護(hù)系統(tǒng)[J]. 姜霽珊,江毅,劉達(dá),王素梅,李曉煒.  光學(xué)技術(shù). 2015(03)
[8]互相關(guān)運(yùn)算算法在微傳感器檢測中的應(yīng)用[J]. 薛迎勃,李宏.  電子設(shè)計工程. 2015(01)
[9]滑動平均模型的最小二乘辨識方法比較研究[J]. 周毅,丁鋒.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2007(18)
[10]早遲門同步器跟蹤速度的改進(jìn)方法[J]. 王君,安建平.  電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2005(06)



本文編號：3005446