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粒子群算法多目标优化下的超混沌人脸图像加密

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控制理论与应用 2024年

作者：余锦伟谢巍张浪文余孝源自主系统与网络控制教育部重点实验室华南师范大学物理与通信工程学院广东省无人机系统工程技术研究中心华南理工大学自动化科学与工程学院

本文将粒子群优化算法(PSO)与超混沌系统相结合,提出一种基于多目标优化的人脸图像加密方案.该方案通过PSO算法协同优化多项加密评估指标,包括相关关系、像素变化率(NPCR)、统一平均变化强度(UACI)和信息熵.首先,初始化混沌系统的控制参... 详细信息

本文将粒子群优化算法(PSO)与超混沌系统相结合,提出一种基于多目标优化的人脸图像加密方案.该方案通过PSO算法协同优化多项加密评估指标,包括相关关系、像素变化率(NPCR)、统一平均变化强度(UACI)和信息熵.首先,初始化混沌系统的控制参数,并采用SHA-256算法生成混沌系统的初始值,迭代生成高敏感性的随机序列.其次,利用随机序列执行像素置乱、扩散和行列置乱操作,生成初始加密人脸图像.然后,将加密人脸图像视为PSO算法的个体,通过迭代更新个体的位置优化考虑多项指标的适应性函数.最后,确定混沌系统的最优参数,并得到最佳的加密人脸图像.实验结果表明,本文的方法在信息熵、像素相关系数、NPCR和UACI方面的表现都优于主流方法,这说明本文所提方法具有更高的安全性.

关键词：混沌系统粒子群算法图像加密智能优化人脸隐私保护

LPV系统的混合H_(2)/H_(∞)指标区间观测器设计

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控制与决策 2023年第10期38卷 2969-2976页

作者：吴钰滢张浪文谢巍刘龙文华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640 岳阳高澜节能装备制造有限公司湖南岳阳414000

受模型偏差和系统扰动等影响,复杂系统难以获得准确的状态估计,往往仅能确定状态的区间,即设计区间观测器.通常,考虑单一性能指标的区间观测器难以获得较好的观测效果.对此,研究一种H_(2)/H_(∞)混合性能指标的线性参数变化系统区间观... 详细信息

受模型偏差和系统扰动等影响,复杂系统难以获得准确的状态估计,往往仅能确定状态的区间,即设计区间观测器.通常,考虑单一性能指标的区间观测器难以获得较好的观测效果.对此,研究一种H_(2)/H_(∞)混合性能指标的线性参数变化系统区间观测器设计方法,基于真实值、估计值和误差三者关系,通过区间壳(interval hull)计算求取误差区间,以一般观测器和误差上下限的组合表示状态估计区间.引入混合H_(2)/H_(∞)范数约束,提高观测器的抗干扰性和鲁棒性,并提出基于H_(2)/H_(∞)混合性能指标的区间观测器设计方法.实例仿真表明,所提出的H_(2)/H_(∞)区间观测器设计方法对连续搅拌反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)系统能够获得更窄的状态上下界估计,有利于后续故障诊断、控制的设计与实施.

关键词：线性参数变化系统区间观测器 H_(2)/H_(∞)性能指标连续搅拌反应器系统

LPV系统的混合H;/H;指标区间观测器设计

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控制与决策 2022年

作者：吴钰滢张浪文谢巍刘龙文华南理工大学自动化科学与工程学院岳阳高澜节能装备制造有限公司

由于模型偏差和系统扰动等影响,复杂系统难以获得准确的状态估计,往往仅能确定状态的区间,即设计区间观测器.通常,考虑单一性能指标的区间观测器难以获得较好的观测效果.本文研究了一种H;/H;混合性能指标的线性参数变化系统区间观测器...

由于模型偏差和系统扰动等影响,复杂系统难以获得准确的状态估计,往往仅能确定状态的区间,即设计区间观测器.通常,考虑单一性能指标的区间观测器难以获得较好的观测效果.本文研究了一种H;/H;混合性能指标的线性参数变化系统区间观测器设计方法,基于真实值、估计值和误差三者关系,通过区间壳（Interval Hull）计算求取误差区间,以一般观测器和误差上下限的组合表示状态估计区间.引入混合H;/H;范数约束,提高观测器的抗干扰性和鲁棒性,提出基于H;/H;混合性能指标的区间观测器设计方法.以实例仿真验证本文所提方法,说明本文H;/H;区间观测器设计方法对连续搅拌反应器（Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR）系统能够获得更窄的状态上下界估计,将有利于后续故障诊断、控制的设计与实施.

关键词：

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控制器参数化变结构在线控制器调整策略

控制理论与应用 2023年

作者：谢巍魏海翔蔡熙彭楷浴张浪文华南理工大学自动化科学与工程学院苏州金峰物联网技术有限公司

本文提出了一种控制器参数化架构下的变结构在线控制器调整策略,便于现场调试控制器.其中包括一个标称粗调控制器和一组精调候选控制器的分离结构,便于控制器的实时调优,而不会造成任何闭环稳定性问题.该设计方法包括两个步骤:首先,设... 详细信息

本文提出了一种控制器参数化架构下的变结构在线控制器调整策略,便于现场调试控制器.其中包括一个标称粗调控制器和一组精调候选控制器的分离结构,便于控制器的实时调优,而不会造成任何闭环稳定性问题.该设计方法包括两个步骤:首先,设计一个满足闭环系统鲁棒稳定性以及标称性能的粗调控制器.其次,在任意切换策略下,利用Youla参数构建包含一组可在线调整控制器的实时精调机制,并且通过设计一种切换子系统的二次稳定状态空间实现,以保证精调装置在任意切换下的稳定性.最后,一个简单的仿真算例验证了所提方法的有效性.

关键词：参数化线性系统的稳定性线性系统开关系统鲁棒控制

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基于深度学习的瓷砖色差分类方法研究

中国陶瓷 2023年第7期59卷 53-59页

作者：聂影洪星张浪文广东碧桂园职业学院机器人技术系清远511500 华南理工大学自动化科学与工程学院广州510630

瓷砖是人类建筑不可或缺的一种材料,而瓷砖品质最重要的指标之一就是色差,一批瓷砖中色差越小,品级越高。目前企业主要是由熟练工人在特定的光照及距离条件下进行筛查,劳动强度大并且效率低,没有固定的判断标准。因此提出利用基于深度... 详细信息

瓷砖是人类建筑不可或缺的一种材料,而瓷砖品质最重要的指标之一就是色差,一批瓷砖中色差越小,品级越高。目前企业主要是由熟练工人在特定的光照及距离条件下进行筛查,劳动强度大并且效率低,没有固定的判断标准。因此提出利用基于深度学习算法的视觉检测系统代替人工进行瓷砖色差分类,首先,经过数字图像处理算法对采集的瓷砖图像进行预处理,将瓷砖本体从背景中分割出来;然后,利用卷积神经网络分别提取具有色差的两类瓷砖特征,通过监督学习实现瓷砖的色差分类;最后,设计了图形用户界面将上述所有图像处理算法及分类算法进行实现,开发可视化人机交互式操作和分类结果显示系统。实验结果表明:基于深度学习的视觉检测系统能够在瓷砖色差分类任务上实现准确分类,且分类效率高、分类结果可视化,具有重要的应用价值。

关键词：瓷砖色差图像处理卷积神经网络图形用户界面

执行器饱和受限不确定系统的次序优化多步预测控制

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控制与决策 2017年第8期32卷 1499-1504页

作者：张浪文谢巍华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640 华南理工大学自主系统与网络控制教育部重点实验室广州510640

设计一种次序优化机制,提出一类饱和受限不确定系统的次序优化多步预测控制方法.将系统的输入分解成多个子集合,在各采样周期仅对其中一个集合的输入进行优化,待优化的输入保持上一优化值.针对每个输入集合,确定闭环系统的不变集条件,... 详细信息

设计一种次序优化机制,提出一类饱和受限不确定系统的次序优化多步预测控制方法.将系统的输入分解成多个子集合,在各采样周期仅对其中一个集合的输入进行优化,待优化的输入保持上一优化值.针对每个输入集合,确定闭环系统的不变集条件,将次序优化预测控制器设计问题转化成"最小-最大"优化问题,通过求解一组线性矩阵不等式问题得到控制器.仿真算例表明,采用次序优化预测控制方法可以减少控制器的设计时间.

关键词：饱和受限不确定系统次序优化预测控制

信息物理环境下不确定系统的随机分布式预测控制

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控制与决策 2020年第8期35卷 1895-1901页

作者：杨晓峰谢巍张浪文华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640

针对信息物理系统环境下可能发生的信息丢包问题,提出一种随机分布式预测控制的分析与设计方法.考虑控制器端到执行器端的传输丢包,采用马尔科夫过程对这一丢包过程进行描述.通过对马尔科夫跳变的线性模型进行增广,研究一种具有随机丢... 详细信息

针对信息物理系统环境下可能发生的信息丢包问题,提出一种随机分布式预测控制的分析与设计方法.考虑控制器端到执行器端的传输丢包,采用马尔科夫过程对这一丢包过程进行描述.通过对马尔科夫跳变的线性模型进行增广,研究一种具有随机丢包不确定系统的分布式预测控制方法;将系统分解成多个子系统进行描述,研究基于最小最大化优化的分布式预测控制器设计方法,并提出基于迭代交互的子控制器协调算法.将随机分布式预测控制算法在实际电机系统中进行仿真测试,以验证所提出方法的有效性.

关键词：信息物理系统随机丢包马尔科夫跳变不确定系统分布式预测控制

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基于随机森林算法的阀冷系统膨胀罐液位预测

科技资讯 2022年第6期20卷 31-34页

作者：张浪文邹培炯岳阳高澜节能装备制造有限公司湖南岳阳414000

直流输电电流转换过程中产生大量的热量,阀冷系统的作用是对热量进行及时消散,以保证系统稳定运行,是直流输电工程的核心设备。膨胀罐是保证阀冷系统压力稳定的关键,提前预测膨胀罐排气、补气阀状态能提高系统运行效率。膨胀罐液位是反... 详细信息

直流输电电流转换过程中产生大量的热量,阀冷系统的作用是对热量进行及时消散,以保证系统稳定运行,是直流输电工程的核心设备。膨胀罐是保证阀冷系统压力稳定的关键,提前预测膨胀罐排气、补气阀状态能提高系统运行效率。膨胀罐液位是反映其状态的重要指标,该文建立基于随机森林算法的阀冷系统膨胀罐液位预测方法。首先,采集阀冷系统重要参数数据,包括电极功率、环境温度、内冷进(出)阀温度等,分析关联数据对膨胀罐液位的影响关系;其次,开发随机森林回归算法,利用训练集数据对膨胀罐的液位进行预测建模,得到预测模型;最后,利用测试集数据对所建立的预测模型进行综合仿真,结果表明模型预测数据能够很好地与实测数据拟合,说明该文膨胀罐液位预测模型的有效性。

关键词：阀冷系统膨胀罐随机森林液位预测模型

一种基于LPV系统的H_∞切换控制器设计方法

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控制与决策 2020年第3期35卷 622-628页

作者：吴伟林谢巍何伟张浪文华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640

针对线性参数变化(LPV)系统提出一种切换控制器参数化设计方法.基于Youla参数化思想,将控制器设计过程分解为两个步骤.首先,设计一个中心控制器保证闭环系统的全局H_∞性能;其次,将参数变化区域划分为若干个子区域,在每个子区域中将中... 详细信息

针对线性参数变化(LPV)系统提出一种切换控制器参数化设计方法.基于Youla参数化思想,将控制器设计过程分解为两个步骤.首先,设计一个中心控制器保证闭环系统的全局H_∞性能;其次,将参数变化区域划分为若干个子区域,在每个子区域中将中心控制器进行线性分式变换,得到切换控制器自由参数的状态空间实现,将切换控制器转换为自由参数之间的切换.基于所提出的切换LPV控制器线性分式变换实现方法,不仅可以保证在任意切换的情况下子系统各自局部的H_∞性能,而且可以保证整个闭环系统满足某一整体的H_∞性能,并通过仿真结果验证了所提出方法的有效性.

关键词：切换控制任意切换 H_∞性能实现参数化