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虚假数据注入攻击下多机器人系统协同寻源

自动化学报 2024年第2期50卷 403-416页

作者：王彪新伍益明郑宁徐明杭州电子科技大学网络空间安全学院杭州310018

聚焦多机器人系统协同寻源问题,即通过驱使多个机器人相互协同寻找未知环境中物理信号放射源的位置.由于执行任务的机器人通常处于户外开放网络环境中,攻击者在网络中生成的虚假数据注入攻击容易导致多机器人系统寻源任务的失败.为在网... 详细信息

聚焦多机器人系统协同寻源问题,即通过驱使多个机器人相互协同寻找未知环境中物理信号放射源的位置.由于执行任务的机器人通常处于户外开放网络环境中,攻击者在网络中生成的虚假数据注入攻击容易导致多机器人系统寻源任务的失败.为在网络攻击情形下仍旧能够追寻到源点,提出一种基于弹性向量趋同的多机器人系统协同多维寻源方法.有别于现有文献在处理多维寻源时将向量分解成各个维度上的标量进而设计基于标量的弹性趋同协议,所提出的多维寻源方法不仅能够有效抵御虚假数据注入攻击完成寻源任务,而且其界定的安全区间相较于传统基于标量信息界定的安全区间更加严格和精准.在假设f-局部有界(f-locally bounded)虚假数据注入攻击模型下,理论分析给出正常机器人在所设计的控制协议下追寻到源点的充分必要条件.仿真结果表明,该方法在分布式多机器人系统协作寻源和抵抗恶意攻击方面具有优越性.

关键词：多机器人系统寻源协同控制网络安全恶意节点

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基于扰动状态概念的砂土-混凝土桩接触面荷载传递模型研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 550-561页

作者：邓煜晨陈琛杨奇冷伍明徐方中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土... 详细信息

基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土接触面的力学特性的影响规律,分析接触面模型初始剪切系数、模型扰动参数(A和Z)对桩-砂土接触面荷载传递模型的作用机制。研究结果表明:1)混凝土桩-砂土接触面易呈现应变软化,在低法向应力条件下,混凝土桩-密砂接触面的应变软化程度最大。2)模型扰动参数Z在数值上近似等于孔隙比。模型扰动参数A越大,砂土与混凝土桩接触面的软化显著程度越大。参数A随着密实度增大而增大。随着法向应力增大,密砂的扰动参数A呈近似线性衰减,松砂和中密砂的扰动参数A近似呈双折线衰减。3)初始剪切系数k_s随着法向应力增大而增大,密实度越大,增速越快。4)基于扰动状态概念的桩-砂土接触面荷载传递模型可靠、参数的物理意义明确且易确定,能很好地表征桩-砂土接触面的应变软化及硬化等力学特征。

关键词：密实度桩-砂土接触面荷载传递模型扰动状态概念

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悬臂双稳态屈曲梁能量收集器动力学响应分析

机械科学与技术 2024年

作者：梁勇潘殿坤伍章明宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室卡迪夫大学工程学院

提出了一种新型的双稳态压电能量收集器，其由激光加工制备的双稳态结构和压电材料构成，可实现宽频振动能量收集，且由于双稳态结构将屈曲主梁和作为约束边界的支撑梁集成一体，可采用悬臂的固定的方式工作而具有更低的响应频率，与磁... 详细信息

提出了一种新型的双稳态压电能量收集器，其由激光加工制备的双稳态结构和压电材料构成，可实现宽频振动能量收集，且由于双稳态结构将屈曲主梁和作为约束边界的支撑梁集成一体，可采用悬臂的固定的方式工作而具有更低的响应频率，与磁致式或屈曲式双稳态能量收集器相比，具有结构简单、无需额外部件等特点。结果表明：在低激励下，该收集器不发生跳变，表现为刚度软化的特性；在高激励下，该收集器发生跳变且频宽随着激励水平增大而变宽；该收集器主要有两种振动模式，分别是单阱振动和阱间振动，其中单阱振动的电压输出较低，响应与线性结构类似，而阱间振动的电压输出较高，且跳变后伴有高频率的振荡。

关键词：双稳态压电能量收集振动响应悬臂

水下中远场爆炸冲击波作用下航行体表面动态响应分析

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兵工学报 2024年第7期45卷 2341-2350页

作者：张勇肖正明段浩伍星卢敏王浩昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 中国船舶重工集团公司第705研究所云南昆明650500 云南机电职业技术学院云南昆明650203

针对水下中远场爆炸作用下航行体表面动态响应复杂、预测困难的问题,基于任意欧拉-拉格朗日数值算法,考虑自由面对冲击波反射的影响,利用爆炸相似理论细化模型网格,运用有限元软件对水下爆炸模型进行求解。分析冲击波作用下航行体表面... 详细信息

针对水下中远场爆炸作用下航行体表面动态响应复杂、预测困难的问题,基于任意欧拉-拉格朗日数值算法,考虑自由面对冲击波反射的影响,利用爆炸相似理论细化模型网格,运用有限元软件对水下爆炸模型进行求解。分析冲击波作用下航行体表面动态应力峰值出现的时间和区域,并对其动态响应随当量、爆距及水深的变化规律进行研究。利用数值拟合方法得到航行体表面动态应力方程,并通过决定系数验证其可靠性,在定当量、爆距情况下可直接求解其动态应力。研究结果表明:当量增加,动态应力在相同爆距区间内衰减速率增大;爆距增大,动态应力在相同当量区间内增长速率降低;深度每下降100 m,动态应力增长20 MPa左右。所得研究结果可为中远场水下爆炸作用下航行体安全防护和抗冲击研究提供一定参考。

关键词：水下航行体中远场水下爆炸任意欧拉-拉格朗日方法爆炸相似理论动态响应

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竖向受荷桩极限承载力计算的可靠性分析

铁道科学与工程学报 2024年第8期21卷 3131-3141页

作者：肖建勇饶有权冷伍明湖南中大设计院有限公司湖南长沙410075 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为深入探究竖向受荷桩极限承载力3种典型计算模型(双曲线模型、指数曲线模型和灰色理论模型)的可靠性,基于具有极限承载力的95根试桩数据,详细分析3种单桩竖向极限承载力计算模型预测行为的不确定性。研究发现3种计算模型均可基于未达... 详细信息

为深入探究竖向受荷桩极限承载力3种典型计算模型(双曲线模型、指数曲线模型和灰色理论模型)的可靠性,基于具有极限承载力的95根试桩数据,详细分析3种单桩竖向极限承载力计算模型预测行为的不确定性。研究发现3种计算模型均可基于未达到破坏状态单桩的荷载-沉降数据序列预测其极限承载力,但具有一定的不确定性。编制的计算程序SIMUPU有效提高了单桩极限承载力的计算效率,具有良好的实用性。结合程序分析结果,提出单桩竖向承载力计算模型不确定性的分析方法,阐明了计算模型不确定性的统计特征,发现计算模型的不确定性系数统计均值可用于修正并提高模型预测单桩极限承载力的可靠性。基于双曲线模型极值点法预测的单桩极限承载力普遍偏大,且离散性较大,偏于不安全;采用双曲线模型最大曲率点法确定单桩极限承载力的不确定性系数均值虽接近1.0,但其预测结果的可靠性略有降低。指数曲线模型和灰色理论模型的预测结果整体略偏小,且二者预测结果较为接近,预测所得单桩极限承载力的可靠性优于双曲线模型。基于工程试验桩的应用分析表明,单一计算模型可能产生较大误差,基于本文可靠性分析方法,同时采用3种计算模型进行预测、修正、取均值,可获得更为可靠的单桩极限承载力。研究成果可为单桩极限承载力的分析和获取提供参考和依据。

关键词：竖向受荷桩极限承载力计算模型可靠性不确定性

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