振动作为设备和基础设施在使用过程中产生的关键参量,是对工程系统进行故障诊断和科学管理的重要检测内容,其特征信息反映了设备运行情况和工程结构健康状态。光纤布拉格光栅传感技术是当前一种较为新颖的环境参量传感技术,其根据布拉格光栅中心波长对温度及应变敏感的特性,提取中心波长漂移量进行应变参量的动态转换,从而实现以光信号作为传感媒介进行振动参量的测量,具有抗电磁波干扰能力强、耐腐蚀性高、输出距离远等优势。而振动参量的动态测量对光纤光栅传感系统的信号解调速率要求较高,所需处理的数据量庞大,一定程度上限制了光纤光栅传感技术的进一步发展。由此,本文提出了基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的光纤光栅振动传感系统,针对光纤光栅双通路信号解调,设计了一种具备数据并行与流水线处理特性的FPGA逻辑架构,提高光纤光栅振动传感系统的数据吞吐速率和处理速度,实现振动信息的实时解调。本文基于光纤光栅传感技术理论对现有解调方案进行对比分析,确定了基于扫描激光器的光纤光栅高速解调方案,根据方案需求设计了基于FPGA的光纤光栅双通道高速信号解调系统,设计了基于Qt框架的光纤光栅振动传感系统上位机软件,搭建了实验平台并完成了双通道多传感器解调的光纤光栅振动传感系统工程样机研制。本文工作内容主要为以下几个方面:（1）基于耦合模式理论,本文研究了光纤光栅的基本原理,主要包括:光纤光栅传感模型、温度对光纤光栅振动传感的影响、光纤光栅振动传感的应变特性、光纤光栅振动传感模型;研究了当前应用较为广泛的解调方案,包括:光谱仪检测法、匹配光栅检测法、非平衡马赫-曾德尔干涉检测法、扫描激光器检测法和可调谐法布里-珀罗滤波器法;通过对比分析各方案的优势与不足,选择了基于扫描激光器的高速解调方案,确定了光纤光栅高速解调方案的系统组成和其中的关键光路器件。（2）分析了光纤光栅高速解调方案的数据特征,提出了系统硬件电路和FPGA总体逻辑架构的设计,针对光纤光栅高速信号的采集、处理和传输方案设计了相应模块,主要包括:波形采集控制模块、平滑滤波算法模块、快速多点寻峰算法模块及USB数据传输控制模块。设计中结合FPGA的架构特性对多种滤波算法进行了实验分析与对比,选取了适合本方案的滑动平均算法,验证了各模块的正确性,实现了光波信号的稳定采集、双通道多峰信号的波峰索引快速解调和对上位机的高速传输。（3）基于Qt编写了光纤光栅振动传感系统上位机软件,根据基于FPGA的光纤光栅双通道高速信号解调设备与上位机的联调分析,对特定格式的数据进行了提取与分组功能设计,以功能区、设置区及显示区的布局划分设计了多种功能模块,包括有:设备检测控制、数据导出控制、扫描激光器设置、传感器参数设置、光栅选择控制、波形时域显示和频域显示。（4）将各设计方案进行了集成并组装了光纤光栅振动传感原型样机,采用了多种实验装置验证本系统各项性能指标,设计了温度和应变实验方案,对波长解调精度、波长解调稳定性、波长解调线性等波长解调性能指标进行了测试,设计了振动实验方案,对多频率振动传感性能和振动传感重复性及线性度进行了测试。研究表明,基于FPGA的光纤光栅振动传感系统,能够实现实时检测双通道多光纤光栅传感器的振动情况。根据性能测试结果显示,该系统的波长解调精度可达±3 pm,波长解调稳定性为±3 pm,波长解调速度为1 kHz,在250 Hz频率验证范围内振动传感的频率检测精度为3%,振动传感的幅值响应线性效果良好,振动传感测量结果具有一致性。