1.一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)系統(tǒng),包括信號采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),三者依次連接,其特征在于,所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括多參數(shù)辨識(shí)器,多參數(shù)辨識(shí)器由數(shù)據(jù)輸入單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)輸出單元組成,數(shù)據(jù)輸入單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)輸出單元依次相連,數(shù)據(jù)輸入單元與數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)相連,數(shù)據(jù)處理單元中包括支持向量回歸機(jī)計(jì)算模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)系統(tǒng),其特征在于,所述的信號采集系統(tǒng)包括光源和拉錐光纖,光源位于拉錐光纖的前端,拉錐光纖的錐腰部分作為敏感檢測元件,拉錐光纖的末端與數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)系統(tǒng),其特征在于,所述的數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)包括拉錐光纖解調(diào)儀和計(jì)算機(jī),拉錐光纖解調(diào)儀的輸入端與拉錐光纖的末端相連,拉錐光纖解調(diào)儀的輸出端與計(jì)算機(jī)輸入端相連,計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)輸入單元相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)系統(tǒng),其特征在于,所述的數(shù)據(jù)輸出單元為顯示器,顯示器的輸入端與數(shù)據(jù)處理單元的輸出端相連,采集的數(shù)據(jù)、預(yù)處理的數(shù)據(jù)、建立的非線性關(guān)系模型和測量結(jié)果顯示在顯示器上。
5.一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)方法,包括如下步驟:
第一步:構(gòu)建權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)系統(tǒng);
第二步:將信號采集系統(tǒng)放置在預(yù)先設(shè)定變量的環(huán)境中,信號采集系統(tǒng)采集信號,并將采集的信號傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,得到拉錐光纖的多階損耗峰諧振波長變化量,拉錐光纖的多階損耗峰諧振波長變化量作為輸入量,預(yù)先設(shè)定變量作為輸出量,輸入量和輸出量共同組成樣本數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)將樣本數(shù)據(jù)輸送給多參數(shù)辨識(shí)器的輸入單元;
第三步:多參數(shù)辨識(shí)器的輸入單元將樣本數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理單元,數(shù)據(jù)處理單元中的支持向量回歸機(jī)計(jì)算模塊利用支持向量回歸機(jī)程序模塊,對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類回歸,建立輸入量與輸出量之間非線性關(guān)系模型;
第四步:信號采集系統(tǒng)對未知的待測變量進(jìn)行信號采集,信號采集系統(tǒng)將采集的信號傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng),數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)的多參數(shù)辨識(shí)器利用非線性關(guān)系模型計(jì)算出待測變量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于,所述的第二步中和第四步中采集信號和數(shù)據(jù)預(yù)處理的步驟為:
a、打開光源,拉錐光纖采集自身受外界環(huán)境影響后的傳感信號;
b、拉錐光纖將采集的傳感信號傳輸給拉錐光纖解調(diào)儀;
c、拉錐光纖解調(diào)儀將傳感信號解調(diào),得到各階損耗峰諧振波長,發(fā)送給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)計(jì)算出各階損耗峰諧振波長變化量,記為Δλpm和Δλpn。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于,預(yù)先設(shè)定變量和未知的待測變量均為溫度T和應(yīng)變?chǔ)牛诙街袠颖緮?shù)據(jù)的數(shù)量為10組以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于,所述的第三步中建立非線性關(guān)系模型為:
T=f(Δλpm,Δλpn),
ε=f(Δλpm,Δλpn),
Δλpm表示第m階損耗峰諧振波長變化量;Δλpn表示第n階損耗峰諧振波長變化量;T表示溫度;ε表示軸向應(yīng)變。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于,所述的第三步中支持向量回歸機(jī)程序模塊中的核函數(shù)采用徑向基核RBF,公式為:
K(x,x')=exp(-|x-x'|2/σ2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種拉錐光纖多參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于,所述的RBF核函數(shù)中核寬度σ、錯(cuò)誤懲罰參數(shù)C、不敏感參數(shù)ε均采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化選擇。