基于F-P滤波器光纤光栅振动解调系统的设计.doc

本科毕业设计（论文）基于F-P滤波器光纤光栅振动解调系统的设计燕山大学2013年6月本科毕业设计（论文）基于F-P滤波器光纤光栅振动解调系统的设计学院（系）：电气工程学院专业：电力系统及其自动化学生姓名：学号：指导教师：答辩日期：201燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电力工程系学号1学生姓名专业班级电力工程题目题目名称基于F-P滤波器光纤光栅振动解调系统的设计题目性质1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（√）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容应用模耦合理论建立光纤光栅的数学模型掌握光纤光栅传感模型的建立方法掌握光纤光栅振动解调系统的构成及原理掌握基于F-P滤波器光纤光栅解调系统的原理和构成掌握2*23*3耦合器的原理对所设计的光栅振动传感解调系统进行仿真研究基本要求1．遵守毕业设计期间的纪律，按时参加答疑；2．独立完成设计任务，培养基本的科研能力；3．设计说明书一份（不少于2万字），A1图纸一张；英文资料翻译不少于3千字；说明书要求条理清晰、文笔通顺，符合毕业设计撰写规范的要求；论文、图纸中的文字符号符合国家现行标准；4．完成相关仿真实验并反映在论文中，以附件的形式给出编写的程序清单。参考资料1.参考书：《FiberBraggGrating》、《光电检测技术》等。2.期刊：《中国激光》、《光学学报》、《光子学报》、《光电子·激光》、《ElectronicsLetters》、《PhotonicsTechnologyLetters》等周次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周应完成的内容查阅收集相关资料，对研究内容进行初步学习提出设计原理及设计方案光纤光栅振动解调系统的设计与研究完成论文初稿及修改撰写论文，准备答辩指导教师：滕峰成职称：副教授年月日系级教学单位审批：年月日摘要I摘要光纤光栅（fibergrating）最近几年发展迅速，其在传感方面的应用研究引起了人们广泛的关注。随着光纤传感技术的发展，光纤光栅传感器以其耐腐蚀、高绝缘性等优点，受到了世界范围内的广泛重视，其在土木工程、航空航天等领域也取得了广泛应用。本文主要对光纤光栅（FBG）振动传感系统进行研究，重点讨论了基于F-P滤波器的解调方案。具体内容如下：对光纤光栅从发展动态、分类和光纤光栅传感器的研究现状、存在的问题等方面进行了详细的叙述。利用模耦合理论建立了光纤光栅的数学模型。从光纤光栅的传输理论出发，对光纤光栅的轴向应变特性、温度特性进行了详细的理论分析，推证了相应的传感模型。介绍了几种光纤光栅传感技术，并确定了可调谐F-P滤波法为解调方案。详细介绍了解调方案的工作原理，对其中的2×2和3×3耦合器构成M-Z干涉仪进行光纤光栅波长解调的方法进行了研究，建立了相关的系统传感模型，进行了相关的理论分析，得到了相关的数学方程，为写MATLAB程序提供了参考依据。对基于可调谐F-P滤波法的光纤光栅振动解调方案进行了MATLAB仿真，对所进行的理论分析和设计进行验证。关键词光纤光栅；振动解调；可调谐F-P滤波器燕山大学本科生毕业设计（论文）IVIIIAbstractFBG(fibergrating)hasdevelopedrapidlyinrecentyears,anditssensingapplicationresearchhasarousedwidespreadconcern.Withthedevelopmentofopticalfibersensingtechnology,opticalfibergratingsensorreceivedextensiveworldwideattention,becauseoftheadvantagesofitscorrosionresistance,highinsulation.Opticalfibergratingsensorhasachievedawideapplicationinthefieldsofcivilengineering,aerospaceandotherfields.ThisarticlefocusesonfiberBragggrating(FBG)vibrationsensorsystemresearch,alsofocusesontheF-Pfilter-baseddemodulationscheme.Includingthefollowing:Makedetaileddescriptionoffibergratingfromthedevelopmentoffibergratingdynamic,clas