互相关-LM算法在布里渊频谱拟合与变压器检测中的应用

"基于互相关-LM法的布里渊峰值拟合算法是结合互相关法和Levenberg-Marquardt(LM)算法的一种新型拟合技术，用于提高布里渊频谱中心频率的精确测量。这种方法首先利用互相关法的无初始值需求和抗噪声优势找到低精度的初始值，然后将这些值输入到LM算法中进行迭代优化，从而获得更高的拟合精度。此外，该方法还提出了一种双峰布里渊谱的拟合策略和选择双峰的规则。实验证明，这种方法在单峰拟合误差小于1 MHz，双峰拟合误差小于2 MHz的情况下，拟合度可以达到0.9988。在变压器绕组变形检测的应用中，算法能准确提取中心频率，解耦应变信息，平行测试误差小于3 MHz，拟合度高达0.9964，均方根误差约为0.005，实现了应变的精确定位，显示了其在分布式光纤传感中的高效和实用价值。" 这篇文章主要介绍了基于互相关法和Levenberg-Marquardt(LM)算法的布里渊频谱拟合技术，这是一种用于分析光纤布里渊散射的新型算法。布里渊散射是一种重要的光纤传感技术，可用于监测结构应变、温度等物理参数。传统的拟合方法可能受噪声影响或需要精确的初始值，而互相关-LM算法解决了这些问题。 互相关法在这里起到了寻找迭代初值的作用，它不需要预先给定初始值，对噪声有良好的抵抗能力。通过计算信号的互相关函数，可以初步确定布里渊频谱的中心位置，得到的初步结果作为LM算法的输入。LM算法是一种优化方法，适用于非线性最小二乘问题，能够从互相关法提供的初始值出发，通过迭代逐步提高拟合精度，从而获得更精确的布里渊中心频率。 文章进一步讨论了双峰布里渊谱的拟合策略，这是针对复杂环境或特殊情况下的解决方案。当布里渊频谱出现双峰时，如何选择合适的峰值对于正确解读物理信息至关重要。提出的策略能够有效地处理这种情况，提高拟合效率。 在实际应用中，该算法被应用于变压器绕组变形检测。绕组的微小变形可以通过布里渊散射频谱的变化来探测，互相关-LM算法能准确地提取中心频率，解耦出应变信息，且测试结果的精度非常高，这在分布式光纤传感系统中具有重要价值。通过对比测试，算法表现出了良好的稳定性和准确性，表明这种方法在实际工程中的应用潜力。 基于互相关-LM法的布里渊峰值拟合算法提供了一种有效的方法，提升了光纤布里渊散射信号的处理能力和分析精度，尤其是在复杂环境和多峰情况下的应用，具有重要的理论意义和实践价值。