M-Z 干涉仪型光纤分布式扰动传感系统模式识别方法.pdfVIP

43 卷 8 期 红外与激光工程 2014 年8 月 Vol.43 No.8 Infrared and Laser Engineering Aug.2014 M-Z 干涉仪型光纤分布式扰动传感系统模式识别方法 1 1 2 1 王思远 ，娄淑琴 ，梁 生 ，陈京惠 (1. 北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044 ；2. 北京交通大学 理学院，北京 100044) 摘 要 针对M-Z 干涉仪型光纤分布式扰动传感系统输出信号短时频率随外界扰动变化的特征，提 出了基于短时频率-时间特性的模式识别算法。采用提取短时过电平率来描述传感信号的短时平均 频率- 时间特性，并将提取出来的时频特性分段后建立相应的特征元素模型，通过动态规划算法 (DTW) 筛选出最优特征元素模型，将信号所有最优模型的参数作为信号特征输入到人工神经网络 (ANN)进行学习和判决，降低了ANN 的训练难度以及对时间的敏感性，提高了系统的环境适应能力。 实验结果表明：该方法可以有效区分瞬时作用、长时作用、径 作用和不规则作用等多种不同扰动事 件，平均识别速度在0.26 s 之内，平均识别准确度在 97% 以上。 ； ； ； 关键词 光纤分布式扰动传感系统 Mach-Zehnder 干涉仪 频率-时间特性 模式识别 中图分类号 TP212 文献标志码 A 文章编号 1007-2276(2014)08-2613-06 Pattern recognition method of fiber distributed disturbance sensing system based on M-Z interferometer 1 1 2 1 Wang Siyuan , Lou Shuqin , Liang Sheng , Chen J inghui (1. School of Electronic and Information Engineering , Beij ing Jiaotong University , Beij ing 100044, China; 2. School of Science , Beij ing Jiaotong University , Beij ing 100044, China) Abstract: A frequency -time based pattern recognition method was presented for recognizing different disturbance modes in fiber distributed disturbance sen