【技术实现步骤摘要】
本申请涉及空间光通信，特别是涉及一种光纤章动耦合方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、近年来，空间光通信领域得到快速发展，技术也越发成熟，相继有多种星间、星地激光通信设备发射成功，尤其国网的成立，更是掀起一波热潮。空间激光通信是一种利用激光为载波进行通信的技术，相较于传统的微波通信，具有数据传输速率快、体积小、功耗低、保密性好和抗干扰能力强等优势。因此，激光通信技术拥有广泛的应用潜力，适用于机载、星载、舰载以及地面等终端。而单模光纤耦合决定了激光信号的传输质量和效率，是激光通信系统中关键技术之一。目前，光纤耦合系统主要使用位置反馈型和能量反馈型传感器。位置反馈型传感器如四象限探测器(quadrant detector，qd)、位置敏感探测器(positionsensitive detector，psd)以及电荷耦合元件(charge-coupled device，ccd)实际应用中仍会受到应力释放、温度变化和平台振动等因素的影响，导致传感器对光斑定位发生偏移。能量反馈型传感器只以耦合进入光纤的能量为反馈量，受环境影响因素小，算法复杂度低，可靠性强。目前以能量为反馈量的光纤耦合系统大多以快速反射镜fsm为执行机构，通过激光章动算法控制激光在单模光纤端面上作圆形扫描，在每个扫描周期中，通过功率采样来寻找具有最大功率的位置，并将其记录下来，随后通过快反镜移动扫描中心将位置调整到记录的功率最大位置，并进行下一次扫描，经过多次扫描后，最终收敛到一个全局最优的位置，从而找到最大的耦合效率的位置。
2、但是，现有的基于激光章
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种光纤章动耦合方法、系统、设备及存储介质，以解决现有光纤耦合系统无法兼顾收敛速度和稳定性的问题。
2、为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光纤章动耦合方法，其包括：s1：获取初始的章动参数，章动参数包括章动半径、章动步长和采样点数；s2：根据章动参数控制快反镜进行一次章动，记录各个采样点的采样功率，并从所有的采样功率中确认最大功率以及最大功率对应的功率变化率；s3：基于预先构建的模糊规则，利用最大功率和功率变化率计算得到新的章动参数，模糊规则包括最大功率、功率变化率、章动半径、章动步长、采样点数分别对应的模糊论域，以及功率和功率变化率与章动半径、章动步长、采样点数之间的隶属度对应规则；s4：根据新的章动参数控制快反镜再次进行章动，并得到新的最大功率和新的功率变化率；循环执行步骤s3~s4，直至最大功率满足预设要求时为止。
3、作为本申请的进一步改进，基于预先构建的模糊规则，利用最大功率和功率变化率计算得到新的章动参数，包括：根据最大功率对应的模糊论域对最大功率进行映射，得到功率映射值，且根据功率变化率对应的模糊论域对功率变化率进行映射，得到变化率映射值；结合功率映射值、变化率映射值和预先构建的功率以及功率变化率对应的三角隶属函数，确认功率映射值对应的功率隶属度和变化率映射值对应的变化率隶属度；获取根据最大功率、功率变化率、章动半径、章动步长、采样点数的模糊论域划分的最大功率、功率变化率、章动半径、章动步长、采样点数的模糊集合；基于功率隶属度、变化率隶属度和模糊集合查询隶属度对应规则，确认章动半径对应的半径隶属度、章动步长对应的步长隶属度、采样点数对应的点数隶属度；结合章动半径、章动步长、采样点数对应的模糊论域和半径隶属度、步长隶属度、点数隶属度计算得到半径映射值、步长映射值和点数映射值；基于最大隶属度中心法，利用半径映射值和半径隶属度计算得到新的章动半径，利用步长映射值和步长隶属度计算得到新的章动步长，利用点数映射值和点数隶属度计算得到新的采样点数。
4、作为本申请的进一步改进，最大功率的模糊论域为（0,0.7），功率变化率的模糊论域为（-0.35,0.4），章动半径的模糊论域为（0,1.0），章动步长的模糊论域为（0,2.5），采样点数的模糊论域为（4,8）。
5、作为本申请的进一步改进，最大功率的模糊集合为={s,m,l}，功率变化率的模糊集合为={s,l}，章动半径和章动步长的模糊集合为={vs,s,m,l,xl}，采样点数的模糊集合为={f,h}，其中，vs表示非常小，s表示小，m表示中等，l表示大，xl表示非常大，f表示少，h表示多。
6、作为本申请的进一步改进，新的章动半径的计算过程表示为：
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14、其中，表示新的章动半径，表示半径映射值，表示与模糊集合中vs对应的半径隶属度，表示与模糊集合中s对应的半径隶属度，表示与模糊集合中m对应的半径隶属度，表示与模糊集合中l对应的半径隶属度，表示与模糊集合中xl对应的半径隶属度，表示半径隶属度。
15、作为本申请的进一步改进，新的章动步长的计算过程表示为：
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23、其中，表示新的章动步长，表示步长映射值，表示与模糊集合中vs对应的步长隶属度，表示与模糊集合中s对应的步长隶属度，表示与模糊集合中m对应的步长隶属度，表示与模糊集合中l对应的步长隶属度，表示与模糊集合中xl对应的步长隶属度，表示步长隶属度。
24、作为本申请的进一步改进，新的采样点数的计算过程表示为：
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29、其中，表示新的采样点数，表示点数映射值，表示与模糊集合中h对应的采样点数隶属度，表示与模糊集合中f对应的采样点数隶属度，表示点数隶属度。
30、为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种光纤章动耦合系统，其包括：获取模块，用于获取初始的章动参数，章动参数包括章动半径、章动步长和采样点数；第一控制模块，用于根据章动参数控制快反镜进行一次章动，记录各个采样点的采样功率，并从所有的采样功率中确认最大功率以及最大功率对应的功率变化率；计算模块，用于基于预先构建的模糊规则，利用最大功率和功率变化率计算得到新的章动参数，模糊规则包括最大功率、功率变化率、章动半径、章动步长、采样点数分别对应的模糊论域，以及功率和功率变化率与章动半径、章动步长、采样点数之间的隶属度对应规则；第二控制模块，用于根据新的章动参数控制快反镜再次进行章动，并得到新的最大功率和新的功率变化率；计算模块和第二控制模块循环运行，直至最大功率满足预设要求时为止。
31、为解决上述技术问题，本申请采用的再一个技术方案是：提供一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光纤章动耦合方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述基于预先构建的模糊规则，利用所述最大功率和所述功率变化率计算得到新的章动参数，包括：
3.根据权利要求2所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述最大功率的模糊论域为（0,0.7），所述功率变化率的模糊论域为（-0.35,0.4），所述章动半径的模糊论域为（0,1.0），所述章动步长的模糊论域为（0,2.5），所述采样点数的模糊论域为（4,8）。
4.根据权利要求3所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述最大功率的模糊集合为={S,M,L}，所述功率变化率的模糊集合为={S,L}，所述章动半径和所述章动步长的模糊集合为={VS,S,M,L,XL}，所述采样点数的模糊集合为={F,H}，其中，VS表示非常小，S表示小，M表示中等，L表示大，XL表示非常大，F表示少，H表示多。
5.根据权利要求4所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述新的章动半径的计算过程表示为：
6.根据权利要求4所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述新的章动
7.根据权利要求3所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述新的采样点数的计算过程表示为：
8.一种光纤章动耦合系统，其特征在于，其包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，所述存储器中存储有程序指令，所述程序指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7中任一项权利要求所述的光纤章动耦合方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，存储有能够实现如权利要求1-7中任一项所述的光纤章动耦合方法的程序指令。
...【技术特征摘要】
1.一种光纤章动耦合方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述基于预先构建的模糊规则，利用所述最大功率和所述功率变化率计算得到新的章动参数，包括：
3.根据权利要求2所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述最大功率的模糊论域为（0,0.7），所述功率变化率的模糊论域为（-0.35,0.4），所述章动半径的模糊论域为（0,1.0），所述章动步长的模糊论域为（0,2.5），所述采样点数的模糊论域为（4,8）。
4.根据权利要求3所述光纤章动耦合方法，其特征在于，所述最大功率的模糊集合为={s,m,l}，所述功率变化率的模糊集合为={s,l}，所述章动半径和所述章动步长的模糊集合为={vs,s,m,l,xl}，所述采样点数的模糊集合为={f,h}，其中，vs表示非常小，s表示小，m表示中...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永凯，郭烽，吕福睿，高世杰，王建立，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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