[发明专利]一种基于交换粒子群的布拉格光纤光栅传感器重叠光谱解调方法

权利要求书

1.一种基于交换粒子群的布拉格光纤光栅传感器重叠光谱解调方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：采集布拉格光纤光栅传感器FBG的光谱数据；

步骤S2：采用粒子群算法对目标函数进行寻优；

步骤S3：运用交换算子对最优解中的元素进行交换位置重组，并返回步骤S2重新进行优化计算；

步骤S4：当满足终止条件时，解调出采样光谱的波长值，否则重复步骤S2与步骤S3；

其中，步骤S1具体为：改变FBG系统的温度或者应力环境，使得FBG的光栅布拉格波长漂移，FBG的反射光谱通过3dB光耦合器进入光谱采样设备，所得到采样数据交由电脑进行数据处理，得到采样光谱R(λ)；

其中，步骤S2具体为：运用粒子群对数学模型进行优化，取得最小值，并输出解调最优解X(s₁,s₂,...,s_n)，其数学模型采用的目标函数为：

式中，R_v(λ,s₁,s₂,...,s_n)＝R₁g₁(λ-s₁)+R₂g₂(λ-s₂)+...+R_ng_n(λ-s_n)；其中，s_n表示理论光谱波长，R_n表示反射峰值，g_n表示理论光谱的数学模型，λ表示波长的取值范围；

其中，步骤S3具体为：运用交换算子对最优解X(s₁,s₂,...,s_n)中的元素进行交换位置重组，得到n！个个体，将n！个个体带入目标函数中，并求出其中的最小值，得到最优解X'(s₁',s₂',...,s_n')，并返回步骤S2，将最优解X'(s₁',s₂',...,s_n')替换目标种群的一个个体。

2.根据权利要求1所述的一种基于交换粒子群的布拉格光纤光栅传感器重叠光谱解调方法，其特征在于：所述光谱采样设备包括光谱仪。