一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法技术

一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，首先将FBG传感器粘贴固定在铝合金板上，对铝合金板进行局部受热的方式以使FBG传感器受到一个非均匀温度，通过光谱仪显示非均匀温度下的FBG反射谱波形，再利用狼群算法WPA对FBG反射谱波形进行非均匀温度重构，最后通过PC机显示结果。通过传输矩阵法对非均匀温度分布下的反射光谱进行模拟，这些光谱作为重构时的目标光谱，适应度函数定义为目标光谱和重构光谱之间的误差，使用狼群算法WPA重构温度分布。本发明专利技术一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，采用狼群算法WPA，依据非均匀温度下的FBG反射光谱，结合FBG反射光谱分析的传输矩阵法，解决FBG的非均匀温度重构问题。具有重构速度快，精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法
本专利技术涉及FBG传感器温度测量
，具体涉及一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法。
技术介绍
当FBG传感器受到非均匀的应变或温度时，FBG的反射光谱可能会出现变形扭曲现象甚至出现多峰，这种情况下，仅仅测量Bragg波长漂移来获得应变或温度数据是不可行的。而FBG传感器在非均匀应变或温度下的反射光谱很容易被光谱分析仪测得，这样，如何根据反射光谱重构出应变或温度分布就成为一个重要的反问题。解决这个问题有多种方法，最简单的方法是基于强度谱法，但是该方法只适用于单调的应变或温度分布，即一直递增或一直递减的分布。傅里叶变换方法也是可行的，该方法的优点是重构时间较短，缺点是只适用于弱光栅、且需要同时知道光纤光栅的幅度谱和相位谱。一般而言，与幅度谱测量相比较，相位谱的测量需要较为复杂的设备。因而只需要幅度谱的重构方法与需要相位谱的方法相比更具有优势。近年来，一些进化算法被用来解决如何根据反射光谱重构出应变或温度分布的问题，主要包括模拟退火算法和遗传算法。这些方法重构时仅仅需要光纤光栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，其特征在于：首先在FBG传感器(2)上施加非均匀温度，通过光谱仪(3)显示非均匀温度下的FBG反射谱波形，再利用狼群算法WPA(4)对FBG反射谱波形进行非均匀温度重构，最后通过PC机(5)显示结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，其特征在于：首先在FBG传感器(2)上施加非均匀温度，通过光谱仪(3)显示非均匀温度下的FBG反射谱波形，再利用狼群算法WPA(4)对FBG反射谱波形进行非均匀温度重构，最后通过PC机(5)显示结果。


2.根据权利要求1所述一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，其特征在于：
首先将FBG传感器(2)粘贴固定在铝合金板(1)上，对铝合金板(1)进行局部受热的方式以使FBG传感器(2)受到一个非均匀温度。


3.根据权利要求1所述一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，其特征在于：通过传输矩阵法对非均匀温度分布下的反射光谱进行模拟，这些光谱作为重构时的目标光谱，适应度函数定义为目标光谱和重构光谱之间的误差，使用狼群算法WPA重构温度分布。


4.根据权利要求1所述一种利用狼群算法的FBG非均匀温度重构方法，其特征在于：所述狼群算法WPA包括以下步骤：
步骤1：进行初始化设置，设置的参数有人工狼数量为N，初始位置Xi，最大的游走次数Tmax和迭代次数kmax，步长因子S，距离判定因子ω，探狼、更新比例因子α和β；
步骤2：根据式(1)对探狼游走的位置进行更新，直到探狼适应度Yi>Ylead，用该探狼替换头狼，进行下一步，否则，继续游走直到达到最大次数Tmax后进行下一步；



式中，探狼共向h个方向游走，游走的步长为探狼的初始适应度为Yi，探狼在当前位置xid基础上向p(p＝1,2，…，h)个方向移动；
步骤3：根据式(2)对猛狼奔袭的位置进行更新，直到探狼适应度Yi>Ylead，用该猛狼替换头狼，否则继续奔袭直到与头狼距离小于dnear时进行下一步；



式中，为第k次迭代时头狼的位置，为猛狼奔袭的步长；
步骤4：根据式(3)对猎物进行围攻，并更新头狼；



式中，为猎物的位置即为头狼的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹红波，陶娟，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42