一种基于ANFIS的长周期光纤光栅曲率测量方法技术

一种基于ANFIS的长周期光纤光栅曲率测量方法，包括以下步骤：1)建立训练样本集；2)构造一个自适应神经模糊推理(adaptive‑network‑based fuzzy inference system，ANFIS)系统；3)应用长周期光纤光栅对曲率大小进行测量。本发明专利技术一种长周期光纤光栅曲率识别方法，用于长周期光纤光栅传感器测量曲率。其目的结合模糊逻辑和神经网络出色的学习、逼近和预测能力等优势，提高长周期光纤的光纤光栅传感器应变定量的准确性，与现有长周期光纤光栅的曲率测量方法相比，本发明专利技术具有应变定量准确性高，学习周期短，模型通用性强，只需稍加修改就可以应用于其他传感应用的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ANFIS的长周期光纤光栅曲率测量方法
本专利技术涉及长周期光纤光栅应变传感领域，特别是涉及一种基于ANFIS长周期光纤光栅曲率测量方法。
技术介绍
长周期光纤光栅应变传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、耐久性高、耐腐蚀等优点，因此受到工程界的广泛关注。其工作原理是基于长周期光纤光栅在曲率等物理参数作用下发生的谐振波长位移。因此确定外部参数和谐振波长之间的关系，并具有足够的精度是至关重要的。长周期光纤光栅的透射谱谐振波长和衰减率随弯曲曲率变化。长周期光纤光栅弯曲过程中，弯曲使纤芯基模和包层模的模场分布发生变化，从而使纤芯基模和包层模之间的耦合系数发生变化。根据长周期光纤光栅所表现出来的弯曲特性，在光纤传感和光纤通信领域具有独特的应用。根据长周期光纤光栅谐振波长和谐振峰幅值的变化得到被测物体弯曲曲率的大小，从而直接测量工程结构的曲率，实现对工程结构的实时监测。对于倾角θ的光纤光栅的耦合系数为：其中，光纤的轴线方向为z，v为曲率调制深度，Λ为未弯曲的长周期光纤光栅的周期，ω是入射光的频率，为纤芯有效曲率分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ANFIS的长周期光纤光栅曲率测量方法，其特征在于，具体步骤如下；/n1)建立训练样本集；/n对不同曲率的作用下的长周期光纤光栅的透射光谱进行采集，对曲率波长和振幅数据进行收集，并建立训练样本集；/n2)构造一个自适应神经模糊推理系统；/n建立自适应神经模糊推理系统，以训练集中的长周期光纤光栅的谐振波长和振幅作为输入，曲率大小作为输出，选择输入输出的隶属度函数，设置系统的训练目标误差，使用混合学习算法训练隶属度函数参数，从而确定自适应模糊推理系统中的输入隶属度函数参数和输出隶属度函数参数；/n3)对长周期光纤光栅的曲率大小进行测量；/n自适应神经模糊推理系统用于根据测得的透射光谱确...

【技术特征摘要】
1.一种基于ANFIS的长周期光纤光栅曲率测量方法，其特征在于，具体步骤如下；
1)建立训练样本集；
对不同曲率的作用下的长周期光纤光栅的透射光谱进行采集，对曲率波长和振幅数据进行收集，并建立训练样本集；
2)构造一个自适应神经模糊推理系统；
建立自适应神经模糊推理系统，以训练集中的长周期光纤光栅的谐振波长和振幅作为输入，曲率大小作为输出，选择输入输出的隶属度函数，设置系统的训练目标误差，使用混合学习算法训练隶属度函数参数，从而确定自适应模糊推理系统中的输入隶属度函数参数和输出隶属度函数参数；
3)对长周期光纤光栅的曲率大小进行测量；
自适应神经模糊推理系统用于根据测得的透射光谱确定曲率，输入变量是长周期光纤光栅的谐振波长和振幅，输出变量是曲率大小。


2.根据权利要求1所述的一种基于长周期光纤光栅的长周期光纤的光纤光栅曲率识别方法，其特征在于：步骤二具体步骤如下：
2-1)建立具有图形化界面工具的长周期光纤光栅edit自适应神经模糊推理系统，在图形界面上对数据进行训练和检测；
自适应神经模糊推理系统，其建模过程分五层进行:
第1层：该层的所有节点是自适应的，用于将所有输入信号按照隶属度函数进行模糊化。输出函数表达式为:

...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兴柳，王彦，沈浩，方挺，司海飞，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32