检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2022年第5期51卷 263-271页

作者：刘瀚霖辛璟焘庄炜夏嘉斌祝连庆北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

研究了一种基于深度学习的光纤光栅混叠FBG光谱解调方法。利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型处理混叠光谱非线性序列模型问题,通过一维卷积神经网络预测识别混叠光谱中心波长,并搭建了并联结构的混叠光谱数据自... 详细信息

研究了一种基于深度学习的光纤光栅混叠FBG光谱解调方法。利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型处理混叠光谱非线性序列模型问题,通过一维卷积神经网络预测识别混叠光谱中心波长,并搭建了并联结构的混叠光谱数据自动采集实验系统,验证了混叠光谱的中心波长高精度解调。实验分析了训练样本、迭代次数对训练时间、测试时间、解调精度的影响,并对训练完成后的模型进行了解调时间测试。分别与其他解调算法进行了解调精度和测试时间对比,同时对同一组光谱数据使用解调模型算法及最高点寻峰算法进行中心波长值的对比并进行误差分析。实验结果表明:解调模型均方根误差结果为0.08258 pm,使用Intel(R)Core(TM)i7-8550U CPU(Central Processing Unit)的解调计算时间为0.338 s。研究结果表明:采用卷积神经网络模型对于混叠光谱中心波长解调结果的准确性具有合理性,与其他算法相比,文中的解调算法在解调精度和时间上具有优势,模型大小在400 kB以下,所需算力较小,可部署在小型嵌入式设备中,在大规模机载传感网络,结构健康监测中有良好的应用前景。

关键词：光纤光栅混叠光谱光谱数据采集系统卷积神经网络

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基于FBG的飞机起落架载荷测试技术研究

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半导体光电 2022年第1期43卷 182-187页

作者：褚园园吴越黄鹏宇陈诗闫光北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

针对某型飞机起落架三向载荷的监测需求,提出了一种采用光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感和多元线性回归相结合的起落架载荷测试方法。通过对起落架进行有限元仿真分析,得到了不同载荷作用下起落架的应变分布,根据应变分布特征确... 详细信息

针对某型飞机起落架三向载荷的监测需求,提出了一种采用光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感和多元线性回归相结合的起落架载荷测试方法。通过对起落架进行有限元仿真分析,得到了不同载荷作用下起落架的应变分布,根据应变分布特征确定FBG应变传感器的布片位置,形成应变传感网络。在此基础上,进行了主起落架地面静态载荷标定试验,并通过多元线性回归的方法形成应变-载荷计算方程组,最后对载荷计算方程组进行了验证性试验。研究结果表明,基于FBG的起落架载荷测试方法能有效反算起落架的三向载荷,反算得到的载荷与施加载荷的相对误差在5%以内,满足实际工程应用需求。

关键词：飞机起落架光纤光栅传感器载荷测试标定方程

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大视场相机最优投影模型识别及星光标定方法

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 158-169页

作者：刘其林董明利孙鹏燕必希祝连庆长春理工大学光电工程学院长春130022 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

针对在轨摄影测量中近距离大尺寸测量需求,提出利用星光约束的大视场角摄影测量相机最优投影模型识别及标定方法。首先,构建了具备调节系数的星光几何投影分段函数模型。随后,针对分段星光投影模型开发多站位自标定光束平差算法。通过... 详细信息

针对在轨摄影测量中近距离大尺寸测量需求,提出利用星光约束的大视场角摄影测量相机最优投影模型识别及标定方法。首先,构建了具备调节系数的星光几何投影分段函数模型。随后,针对分段星光投影模型开发多站位自标定光束平差算法。通过将光束平差算法与北方苍鹰寻优策略相结合,对投影模型调节系数、相机内方位参数、相机外方位参数及镜头畸变系数同步优化,直到星点像面重投影均方根误差达到全局最小,得到最优投影模型及其参数。实测实验表明,大视场角相机星光标定后,星点像面坐标的重投影均方根误差为1/9 pixel。在连续帧星光标定实验中,通过卡尔曼滤波算法对相机参数随机误差进行了有效消除。该方法可在相机星光标定过程中识别最优投影模型并标定全部成像参数,具备连续帧标定及参数校准能力。

关键词：在轨摄影测量大视场角相机最优投影模型识别星光标定方法

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小色散啁啾光纤光栅制作及其色散测量方法研究

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中国激光 2024年第22期51卷 169-176页

作者：姚霁峰张钰民高轶田婧宋言明北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广东广州511462

小色散啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)用于全光纤飞秒激光系统中振荡器腔内色散的补偿,决定了飞秒激光输出的脉冲宽度和脉冲质量。基于大啁啾相位掩模技术与高阶高斯函数切趾结合的折射率调制深度优化方法,在受限栅区长度下,获得了中心波长为... 详细信息

小色散啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)用于全光纤飞秒激光系统中振荡器腔内色散的补偿,决定了飞秒激光输出的脉冲宽度和脉冲质量。基于大啁啾相位掩模技术与高阶高斯函数切趾结合的折射率调制深度优化方法,在受限栅区长度下,获得了中心波长为1031 nm、3 dB带宽为12 nm、反射率为36.9%的小色散CFBG。提出了基于迈克耳孙白光干涉的非线性曲线拟合优化色散测量方法。结果表明,该小色散CFBG的色散测量值为1.1088 ps/nm@1031 nm,重复性测量的误差控制在±0.005 ps/nm内,该色散测量系统具有良好的重复性精度。此外,详细讨论了干涉臂强度以及干涉光路熔接损耗对色散测量结果的影响。该小色散CFBG的制作及色散测量方法有望用于高质量全光纤飞秒激光振荡器的色散精准匹配。

关键词：啁啾光纤光栅相位掩模迈克耳孙白光干涉色散测量

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面向电机测温的嵌套结构管式光纤光栅传感器

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半导体光电 2021年第2期42卷 201-206页

作者：周振宇张钰民孟凡勇吴越庄炜祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

针对电机内部实时测温的需求,设计了一种嵌套结构的管式光纤光栅传感器。该传感器使用陶瓷基片作为内层结构,以304不锈钢管作为保护外层,采用飞秒激光刻写的纯石英光纤光栅作为测温敏感元件。搭建了恒温油浴光纤传感测试系统,采用循环... 详细信息

针对电机内部实时测温的需求,设计了一种嵌套结构的管式光纤光栅传感器。该传感器使用陶瓷基片作为内层结构,以304不锈钢管作为保护外层,采用飞秒激光刻写的纯石英光纤光栅作为测温敏感元件。搭建了恒温油浴光纤传感测试系统,采用循环升降温的方法对其进行了温度特性研究,结果表明该传感器测温性能良好,升降温实验的线性相关系数均为0.9999,在长期的循环实验中波长重复性为±2pm,迟滞误差小于5pm,有较高的可靠性,可用于电机内部的温度监测。

关键词：光纤光栅嵌套结构线性相关重复性迟滞误差

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基于表面增强拉曼光谱和机器学习算法的革兰氏阳性菌和阴性菌检测

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激光杂志 2024年

作者：吴子卿谢兴飞周哲海北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京信息科技大学机械工业现代光电测试技术重点实验室

表面增强拉曼光谱技术与机器学习算法相结合，为快速、准确的检测和鉴定革兰氏阳性菌与阴性菌提供了解决方案，但使用哪种机器学习算法能达到最佳的检测效果仍然是一个值得深入研究的问题。论文针对不同细菌的表面增强拉曼光谱检测与算... 详细信息

表面增强拉曼光谱技术与机器学习算法相结合，为快速、准确的检测和鉴定革兰氏阳性菌与阴性菌提供了解决方案，但使用哪种机器学习算法能达到最佳的检测效果仍然是一个值得深入研究的问题。论文针对不同细菌的表面增强拉曼光谱检测与算法分类的需求，搭建拉曼光谱系统并配置金纳米胶体，分别测量了2073组食源性致病菌的表面增强拉曼光谱，比较了支持向量机等7种机器学习算法，以测试不同机器学习算法对革兰氏阳性菌与阴性菌的快速和准确检测的能力。结果表明，5种算法在测试集上的识别率达到97%以上，其中支持向量机是各项数据最优秀的模型，准确率达到99.27%。研究表明，选用合适的机器学习算法能更好的提高对革兰氏阳性菌和阴性菌检测的准确率和效率。

关键词：表面增强拉曼光谱机器学习算法革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌

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双带通啁啾光纤光栅光谱特性仿真及分析

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光学技术 2022年第1期48卷 65-72页

作者：刘灏冲何巍张雯董云辉北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室光纤传感与系统北京实验室北京100192

针对啁啾光纤光栅的带通滤波特性,设计了纤芯/包层复合结构的啁啾光纤光栅滤波器。基于光纤耦合模和传输矩阵理论及坐标变换方法,对其光谱特性进行仿真分析,验证了该光栅的双带通滤波特性;对周期为536、537、538nm,长度为8、10、12mm,... 详细信息

针对啁啾光纤光栅的带通滤波特性,设计了纤芯/包层复合结构的啁啾光纤光栅滤波器。基于光纤耦合模和传输矩阵理论及坐标变换方法,对其光谱特性进行仿真分析,验证了该光栅的双带通滤波特性;对周期为536、537、538nm,长度为8、10、12mm,折射率调试深度为0.0002、0.0003、0.0004,啁啾系数为0.05、0.10、0.15nm/cm的该结构光栅进行光谱模拟,证明中心波长随周期增大而增大;半峰宽度随长度、调制深度、啁啾系数增大而变宽;反射率峰值随啁啾系数增大而降低,随调制深度增大而升高。上述研究证明了该结构光栅具有双带通滤波特性,且幅值带宽可调。

关键词：光谱学双带通滤波器啁啾光纤光栅耦合模理论仿真

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基于改进型LSTM的电力设备温度预测方法研究

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电子测量与仪器学报 2021年第12期35卷 167-173页

作者：张羽飞孟凡勇王永千吴越李红北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

实现电力设备温度的准确预测对于保障电力系统安全和提高维修效率具有重要意义。传统预测方法无法满足高精度的预测要求,提出一种基于改进型长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络的电力设备温度预测方法,利用去池化的卷积... 详细信息

实现电力设备温度的准确预测对于保障电力系统安全和提高维修效率具有重要意义。传统预测方法无法满足高精度的预测要求,提出一种基于改进型长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络的电力设备温度预测方法,利用去池化的卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)对时间序列进行局部特征提取,然后利用LSTM设计的循环递归层对时间序列进行长期特征提取,实现电气设备温度预测。在首都国际机场的供电设备运行状态监测数据集的实验结果表明,温度预测值在20~60 min内预测精度优于1℃,且均方根误差(RMSE)0.12均小于其他温度预测模型,可以有效实现电气设备温度预测。

关键词：卷积神经网络长短期记忆神经网络温度预测电力设备

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基于神经网络的星敏支架指向倾角监测方法

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电子测量与仪器学报 2022年第11期36卷 1-8页

作者：宋健峰祝连庆于明鑫宋言明张旭北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

针对星敏支架热致变形导致其指向精度降低的问题,提出了一种基于神经网络的指向倾角监测方法。首先,分析星敏支架结构特征,搭建星敏支架指向倾角预测系统,采集星敏支架结构形变和倾角变化数据,并对实验数据进行预处理;其次,构建深度神... 详细信息

针对星敏支架热致变形导致其指向精度降低的问题,提出了一种基于神经网络的指向倾角监测方法。首先,分析星敏支架结构特征,搭建星敏支架指向倾角预测系统,采集星敏支架结构形变和倾角变化数据,并对实验数据进行预处理;其次,构建深度神经网络模型,将星敏支架模型各测量点的应变信息作为输入变量,并使用Adam优化算法更新网络参数,经训练迭代后得到指向倾角预测模型;然后针对传统深度神经网络收敛速度慢、容易产生局部最小值等局限性,使用遗传算法对深度神经网络的超参数进行优化,以提升神经网络的训练速度;最后使用测试集数据对星敏支架指向倾角变化进行预测,分析该模型在不同温度条件下对星敏支架指向倾角监测的准确率。实验结果表明,优化后深度神经网络模型的指向倾角预测方法的平均误差为0.20″,且倾角预测精度明显优于传统算法,证明利用深度学习方法实现星敏支架指向倾角监测具有可行性。

关键词：星敏支架形变监测深度学习倾角预测

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基于双AWG的新型FBG连续解调方法研究

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电子测量与仪器学报 2022年第9期36卷 159-166页

作者：姬星辰袁配吕峥庄炜祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

为了实现基于阵列波导光栅(arrayed waveguide grating, AWG)的光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratin, FBG)的连续解调,提出了一种使用两个AWG联合解调的方法。在一个AWG相邻两通道光谱中间插入另一个AWG对应通道的光谱,组成最小的光谱周... 详细信息

为了实现基于阵列波导光栅(arrayed waveguide grating, AWG)的光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratin, FBG)的连续解调,提出了一种使用两个AWG联合解调的方法。在一个AWG相邻两通道光谱中间插入另一个AWG对应通道的光谱,组成最小的光谱周期;每次测量均从三通道中选择光强度最强的两个通道,利用相对光强解调算法,根据其波长—功率关系对FBG中心波长进行精确测量。使用两个100 GHz的AWG搭建了实验平台,并对温度传感器的解调进行研究。实验表明,在0.8 nm的系统最小动态范围周期内,实现了对FBG的连续精确解调,系统的解调线性度达0.999 1,波长精度达±4 pm。对数据和实验结果进行数学分析,可以将C波段范围分成多个波长周期,系统可以实现在C波段40 nm全周期范围内对单个FBG的连续解调。该方法不但可以实现在C波段范围内基于AWG对FBG的连续解调,使得运用FBG可以连续感测外界物理量变化,提高了系统的实用性。而且,该方法能够准确解调出波长信息,为实现对FBG的连续精确解调提供了借鉴信息,有利于进一步扩大FBG的应用领域。

关键词：光纤布拉格光栅连续解调双阵列波导光栅相对光强解调

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