双马赫-曾德型光纤扰动系统以其结构简单、灵敏度高、可实现长距离定位等优点,获得广泛应用。该系统在使用时,由于光纤本身缺陷和外部环境影响导致偏振衰落和相位漂移会降低系统的定位精度,甚至使定位功能失效。本文深入研究光的偏振理论,建立传感系统偏振态变化模型,分析了偏振效应对传感系统定位性能的影响,提出了一种基于FPGA的偏振控制方案,以两路光信号反馈值为控制函数,结合改进和声搜索(IHS)算法,实现对光的偏振态调整,另外以FPGA替代计算机作为系统的控制核心,提升算法运行速度,缩短偏振控制时间,有利于实现偏振控制仪器的模块化和小型化。本论文在综述了国内外发展现状的基础上,主要开展了以下四个方面的创新工作:1.根据双马赫-曾德型光纤扰动系统的传感定位原理,建立传感系统的偏振态变化模型;利用琼斯矩阵分析方法研究了偏振效应对系统探测和定位性能的影响,提出了一种快速偏振控制方法,在传感光纤上构建偏振反馈机制,以FPGA作为控制核心,通过偏振控制器和相位调制器快速调整光的偏振态。2.基于模块化设计思想,完成了偏振控制模块仪器化的工作,设计了探测模块和FPGA单板硬件模块的电源单元、配置单元、AD转换单元、时钟单元和驱动电路等,与偏振控制器、相位调制器结合,构成新型的偏振控制系统,实现仪器的小型化。3.根据偏振控制结构,提出了改进和声搜索(IHS)偏振控制算法,以两路信号反馈值为控制函数,快速实现对干涉信号相位和可见度的补偿,改善了系统的偏振态;同时在FPGA上完成了该算法的逻辑实现,基于FPGA并行硬件结构,结合流水线结构、截位操作、RAM存储等技术,大幅度压缩了算法的运行时间,提高系统的处理速度。4.对双马赫-曾德型光纤扰动偏振控制模块进行了性能测试实验,对比分析了引入偏振控制系统前后信号的波形、定位精度的变化,实验结果表明,该系统能够改善两路信号的幅值和相位的一致性,有效消除偏振效应对系统定位精度的影响,偏振控制时间在781ms左右,满足了系统的实时性要求。