针对智能柔性滑觉传感中位置与速度的实时监测问题，设计了一种监测目标位移与速度的光纤感知模块。首先，采用温度补偿模块解决温度交叉敏感问题；然后，在分析传感单元应力分布仿真结果的基础上提出了“米”型FBG组网结构；最后，采用标准压力计与小球完成了位置方向与速度状态的测试，并提出了适用该结构的目标状态解算模型。仿真结果显示，目标轨迹平均形变量约为0.32 μm，衰减距离宽度约为3.0 mm。实验针对0.255 kg钢制小球进行滑动测试，FBG应力灵敏度均优于0.0206 nm/N，FBG中心波长偏移量可以准确确定物体所在区域位置和物体运动方向。传感模块能够实时监测物体运动状态，智能调整物体施力大小及位姿。结果显示，该滑觉感知系统的平面定位精度、运动角度与速度换算均符合设计要求。并且根据模型函数关系可知，在调整传感网络中 FBG总量时可以实现对位置、角度及速度精度的控制。综上所述，该系统具有对检测区域内目标位置、运动状态实时监测的能力，适用于柔性智能装配、智能仿生皮肤等技术领域。

为测试光纤光栅（FBG）传感器是否可以承受由加速度引起的稳态惯性载荷，以及在承受这些载荷期间的传感性能，设计了一种铝合金基片封装式光纤光栅应变和温度传感器，并对其进行了加速度性能验证。确定了FBG应变和温度传感器的设计尺寸，阐述了封装过程，分析了 FBG 传感器的应变和温度传感机理，开发了基于体相位光栅和线阵光电探测器的光谱检测解调系统。搭建了加速度试验装置，并按照GJB150.15A“加速度试验”要求和方法对选取的 FBG 应变和温度传感器进行了加速度性能测试。试验结果表明：在加速度试验前后的 2 min 性能测试中，波长偏移量均未超过±50 pm，且光强变化未超过0.3 V；在加速度试验中，波长偏移量最大波动为±7 pm，光强均在1.3 V～4.003 V内。验证了所设计的光纤光栅传感器具备承受加速度载荷的能力，且承受载荷期间传感性能良好。

为了解决航天器板状结构变形的监测问题，建立了结构应变检测与形变重构系统，提出了一种基于准分布式光纤光栅传感器网络和改进型增量式极限学习机相结合的结构形变重构方法。采用光纤光栅应变传感技术，搭建了四边固支平板结构应变检测与形变重构装置，每条通道由12个传感器按照四行三列等距离分布组成，并采用完全粘贴方式提高测量的准确度与稳定性。设计了基于增量式极限学习机的结构形变预测模型，经过训练，该模型能够有效的预测结构变形位移量，结合三次样条插值法，实现了变形曲面的三维重构。采用平均绝对误差以及均方根误差两个精度指标对重构方法进行评价，实验结果表明，该检测装置及形变重构方法在不同的变形状态下的平均绝对误差小于0.05 mm，均方根误差小于0.005 mm，满足航天器结构的形变监测需求。

采用3D打印方法开发光纤光栅应变传感器，建立裸光纤光栅传感器、3D打印封装层、被测基体三者之间的应变耦合传递的分离式模型，推导光纤光栅传感器与被测基体的应变传递关系，分析夹持式3D打印光纤光栅应变传感器应变传递率的影响因素，包括封装层弹性模量、封装层厚度、黏结长度。研究结果表明平均应变传递率与封装层弹性模量和黏结长度呈正相关，与封装层厚度呈负相关。研究成果对夹持式光纤光栅应变测量、误差修正和传感器设计，以及3D打印技术封装光纤布拉格光栅的可行性具有参考意义。