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基于旋转单天线的欺骗干扰检测方法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈世淼倪淑燕王绍山王海宁吕金飞航天工程大学北京航空航天大学人工智能研究院北京跟踪与通信技术研究所

欺骗式干扰具有隐蔽性强、危害性大的特点，这严重威胁了全球导航卫星系统的安全稳定运行。在当前基于信号来向的欺骗干扰检测方法中，实现多来向欺骗干扰的检测均需要多个天线或多接收机。此外，目前基于运动单天线的欺骗干扰检测方法... 详细信息

欺骗式干扰具有隐蔽性强、危害性大的特点，这严重威胁了全球导航卫星系统的安全稳定运行。在当前基于信号来向的欺骗干扰检测方法中，实现多来向欺骗干扰的检测均需要多个天线或多接收机。此外，目前基于运动单天线的欺骗干扰检测方法无法实现多来向欺骗干扰检测。为此，提出了一种用于旋转单天线的基于波达方向角度差的欺骗干扰检测方法。该方法的本质是根据接收信号的载波相位估计一对信号之间的波达方向角度差。当没有欺骗信号时，波达方向角度差的估计值应该与预测值一致。欺骗信号难以精确模拟导航信号的方向性，这会破坏波达方向角度差的估计值和预测值一致性。因此，基于波达方向角度差的估计值和预测值建立检测变量，通过广义似然比检验可以检测多来向欺骗信号。进行了软件仿真来分析旋转单天线的参数对于检测性能的影响，并通过现场实验进行了验证和评估。结果表明，本文提出的方法可高效实现多来向欺骗干扰的检测。

关键词：欺骗干扰检测载波相位波达方向角度差旋转天线

面向铁路5G-R宽带集群通信的视频传输控制方法

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2026-2035页

作者：郭强亮李辉闫晓宇蒋志勇中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的... 详细信息

视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的视频传输控制模型和方法。首先,按照业务与移动通信网络解耦、信令与数据分离、利于功能扩展的原则,设计提出5G-R宽带集群通信MCVideo系统架构。其次,根据5G-R宽带集群通信视频业务需求和MCVideo标准,抽象建立视频传输控制模型,并探讨模型控制流程和性能评估。然后,针对模型在5G-R下应用时的重点问题,通过用户视频传输权限策略、多路视频接收处理策略、多系统视频传输控制、用户身份标识等,给出铁路特色的视频传输控制关键方法。最后,在5G-R实验室条件下搭建全实物平台和设备进行试验验证。研究结果表明:相比于B-TrunC同源视频组呼、会议视频控制、标准3GPP MCVideo等方法,该模型方法在满足铁路运用需求方面具有显著优势。通过全实物平台验证了所提方法的可行性,能够实现铁路集群调度视频传输控制。在性能方面,所提视频传输控制方法在95%情况下时延为65 ms左右。该方法可在合理使用网络带宽的情况下,实现紧密结合铁路需求、更灵活的视频传输控制,极大地满足了铁路集群和调度通信应用要求,提高了指挥和通信效率。

关键词： 5G-R 宽带集群通信 MCVideo 视频传输控制控制策略

基于多目标粒子群优化的污水处理系统自适应评判控制

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工程科学学报 2024年第5期46卷 908-917页

作者：王鼎赵慧玲李鑫北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124

考虑到城市污水处理系统存在保证出水水质达标和降低能耗的需要,将其运行过程视为一个多目标优化控制问题.针对此问题,提出一种基于多目标粒子群优化(Multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法的污水处理系统自适应评判... 详细信息

考虑到城市污水处理系统存在保证出水水质达标和降低能耗的需要,将其运行过程视为一个多目标优化控制问题.针对此问题,提出一种基于多目标粒子群优化(Multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法的污水处理系统自适应评判控制方案,该方案分为上层优化和底层跟踪控制两部分.首先,污水处理过程存在非线性、多变量、大时变等特点,结合数据驱动思想对入水及出水组分数据进行分析,构建关于出水水质和运行能耗的多目标优化模型.采用径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络进行建模,并与反向传播(Back propagation,BP)神经网络进行了对比.然后,结合MOPSO算法强大的优化能力,采用MOPSO算法对优化目标进行求解,并设计一个决策方式从最优解集中选出偏好解,作为溶解氧与硝态氮浓度的最优设定值.接下来,底层跟踪控制部分采用基于自适应动态规划的辅助控制器对比例–积分–微分算法的控制策略进行补充,弥补了传统控制算法自适应能力差的不足.此外,比例–积分–微分算法也为自适应动态规划算法提供了初始的稳定控制策略,克服了学习算法前期控制效果差的缺陷,保证了污水处理过程的安全性和可靠性.最终,该控制器成功实现了对最优设定值的跟踪控制.将所提算法在污水处理基准仿真平台上进行验证,结果表明所提算法能有效地提高污水处理过程的运行性能,不仅能保证出水水质达标,同时能有效地降低污水处理过程产生的能耗.

关键词：污水处理多目标优化自适应评判跟踪控制神经网络

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融合自适应评判的随机系统数据驱动策略优化

自动化学报 2024年第5期50卷 980-990页

作者：王鼎王将宇乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124 智慧环保北京实验室北京100124

自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽... 详细信息

自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽松假设下的非线性随机系统,研究带有折扣因子的无限时域最优控制问题.所提的随机系统Q-learning算法能够将初始的容许策略单调不增地优化至最优策略.基于数据驱动思想,随机系统Q-learning算法在不建立模型的情况下直接利用数据进行策略优化.其次,利用执行−评判神经网络方案,实现了随机系统Q-learning算法.最后,通过两个基准系统,验证本文提出的随机系统Q-learning算法的有效性.

关键词：自适应评判设计数据驱动离散系统神经网络 Q-learning 随机最优控制

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物理先验指导的神经微分方程模型

北京邮电大学学报 2024年第4期47卷 90-97页

作者：陈昊炜郭宇袁兆麟王宝杰班晓娟北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院佛山528300 香港理工大学工业与系统工程学系香港999077 辽宁材料实验室材料智能技术研究所沈阳110004

流程工业中涉及多个复杂设备的耦合,独立设备模型无法有效指导实际生产;纯数据驱动模型常因面临分布外泛化问题,难以体现良好的数据效率和泛化能力。对此,针对浮选这一典型的流程工业系统,提出了一种物理先验指导的神经微分方程模型,该... 详细信息

流程工业中涉及多个复杂设备的耦合,独立设备模型无法有效指导实际生产;纯数据驱动模型常因面临分布外泛化问题,难以体现良好的数据效率和泛化能力。对此,针对浮选这一典型的流程工业系统,提出了一种物理先验指导的神经微分方程模型,该模型考虑设备间耦合关系和全局特征,利用物理先验对神经微分方程进行重构,以建模可感知环境的单智能体。所提模型由序列编码器、插值模块、神经微分方程预测模块和状态解码器构成,并基于物理先验设计了神经微分方程的梯度网络计算图结构。将多智能体模型按照实际工序拓扑建立不同体系,可以实现浮选全流程的长时液位预测,并作为在线仿真环境协助实现多智能体协同控制。使用从浮选厂采集的工业数据集对该模型进行了验证,结果表明,与离散时间模型和未借助物理信息重构梯度网络的基线模型相比,所提模型具有更优的数据效率和泛化能力。

关键词：流程工业体系化系统建模神经常微分方程理论引导的模型重构

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果园智能化作业装备自主导航技术研究进展

农业机械学报 2024年第4期55卷 1-22页

作者：窦汉杰陈震宇翟长远邹伟宋健冯凡张焱龙王秀北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 江苏大学农业工程学院镇江212013

果园生产管理主要包括喷药、施肥、割草、修剪、授粉、疏花和采收分级等作业环节,需要大量的人力投入,随着我国人口老龄化程度加剧,亟需果园生产管理由机械化向智能化转型升级。自主导航技术是果园机械化装备实现智能化的关键技术。本... 详细信息

果园生产管理主要包括喷药、施肥、割草、修剪、授粉、疏花和采收分级等作业环节,需要大量的人力投入,随着我国人口老龄化程度加剧,亟需果园生产管理由机械化向智能化转型升级。自主导航技术是果园机械化装备实现智能化的关键技术。本文围绕果园智能化作业装备导航控制需求,结合国内外研究现状,分别阐述了包含导航定位信息和障碍物信息的果园作业场景感知技术,导航地图构建、导航路径提取和路径规划技术,行走底盘运动学模型构建、运动控制技术,多机协同控制、远程交互控制技术等。随着智慧农业发展,智慧果园已成为果园未来发展方向,果园智能化作业装备是智慧果园建设必不可少的关键环节,在此基础上,归纳了我国果园智能化作业装备自主导航技术发展面临的问题为:环境感知能力不足、路径提取不稳定、局部路径规划不灵活、导航系统环境适应性欠缺、多机协同和远程控制不成熟等,提出了多传感器融合的环境感知与路径提取、完整路径规划、强通用性果园导航、大型果园多作业环节的多机协同与远程操作等未来发展方向。

关键词：果园生产管理作业装备自主导航智慧果园

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联合收获机轻量级数字孪生系统构建方法研究

农业机械学报 2024年第5期55卷 108-120页

作者：马博文刘孟楠尹彦鑫孟志军张宾张亚伟温昌凯张安琪中国农业大学工学院北京100083 智能农业动力装备全国重点实验室北京100097 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097

针对现有农机装备数字孪生系统开发难度大、配置要求高以及资源占用过高的问题,提出基于轻量级网络的联合收获机数字孪生系统构建方法,包含物理、虚拟、数据交互、模型计算以及人机交互等多个子系统的实现方法。基于数字孪生的技术特点... 详细信息

针对现有农机装备数字孪生系统开发难度大、配置要求高以及资源占用过高的问题,提出基于轻量级网络的联合收获机数字孪生系统构建方法,包含物理、虚拟、数据交互、模型计算以及人机交互等多个子系统的实现方法。基于数字孪生的技术特点和联合收获机的作业特性,设计了一种基于JavaScript语言的轻量级数字孪生系统框架。通过采用Solidworks和CMdevelopment kit工具进行数字孪生系统的模型轻量化处理及坐标系整合,实现了在不影响模型精度和功能的前提下,显著降低系统对硬件要求和内存占用量。以雷沃GM100型联合收获机为对象,开发基于轻量级网络的联合收获机数字孪生系统,为联合收获机孪生系统性能分析、实时监控、瞬时计算以及远程操纵提供联合仿真、分析以及验证平台。为验证数字孪生系统性能和功能,开展了孪生系统性能测试及油耗预测实验。实验结果表明,在数据更新频率20 Hz下,响应时间在78 ms以内,内存占用量在331 MB以内;性能测试中,系统在运行状态下CPU和GPU的平均占用率分别为17%和30%;即使在高强度操作下,系统帧率仍可保持在75.6 f/s;在正常作业下油耗预测模型平均误差为0.34 L/h,平均相对误差仅为2.51%。本系统提供了一种低成本、高效率的数字孪生轻量化构建方案。

关键词：联合收获机数字孪生轻量级运动逻辑建模齐次矩阵

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未来产业技术竞争情报服务体系构建

情报杂志 2024年第6期43卷 200-206,F0003,199页

作者：胥彦玲邓明荣肖雯吴晨生北京市科学技术研究院科技情报研究所北京100044

[研究目的]面对未来产业复杂不确定的竞争环境,如何前瞻、快速、精准地研判其发展态势和面临的竞争形势,对区域和企业赢得未来产业发展先机具有重要作用。构建未来产业技术竞争情报服务体系,能够根据未来产业不同发展阶段的技术竞争需... 详细信息

[研究目的]面对未来产业复杂不确定的竞争环境,如何前瞻、快速、精准地研判其发展态势和面临的竞争形势,对区域和企业赢得未来产业发展先机具有重要作用。构建未来产业技术竞争情报服务体系,能够根据未来产业不同发展阶段的技术竞争需求提供快速精准的技术竞争情报,助力未来产业前瞻布局。[研究方法]通过归纳总结和理论提炼的方法,基于未来产业发展演化不同阶段,从服务需求目标、服务主体、情报源、处理方法、知识产品和服务对象等技术竞争情报要素考虑,构建了未来产业技术竞争情报服务体系,提出未来产业技术竞争情报服务运行机制和未来产业技术竞争情报服务体系发展策略。[研究结论]未来产业面临的竞争更加激烈、环境更加复杂,对技术竞争情报的需求更加强烈,对技术竞争情报服务体系的要求更加复杂,需要在研判未来产业演化阶段的基础上根据未来产业不同发展阶段的技术情报需求构建未来产业技术竞争情报服务体系,其运行机制包括情报需求牵引机制、情报源与情报收集集成机制、情报智能分析机制、情报研判与群体智力集成机制和情报供给对接与协同机制,其发展的策略包括加快建立未来产业情报支撑战略、加快构建数据时代的科技情报支撑平台、制度性加强多元主体协同参与的情报共同体建设等。

关键词：未来产业技术竞争情报情报源情报产品情报服务服务体系运行机制

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混线自由锻协同生产多目标节能优化调度方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 10-16页

作者：程强李德威刘志峰郑辰仰北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124 吉林大学机械与航空航天工程学院长春130015 台北科技大学工业工程与管理系台北106344

针对锻件产品多品种、小批量的需求增加和绿色生产的需要,提出一种混线自由锻协同生产的节能调度方法.将锻件温度和运输车辆最大运输质量作为调度的关键约束因素,以最大完工时间和能源消耗最小化为目标,建立虑及锻造温度的混线协同生产... 详细信息

针对锻件产品多品种、小批量的需求增加和绿色生产的需要,提出一种混线自由锻协同生产的节能调度方法.将锻件温度和运输车辆最大运输质量作为调度的关键约束因素,以最大完工时间和能源消耗最小化为目标,建立虑及锻造温度的混线协同生产多目标节能优化数学模型.结合数学模型通过改编非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),得到模型优化后的生产时间、能耗及运输次数,对比可知混线协同生产节能调度比传统非协同生产调度时间减少约20%,能耗减少约40%,运输次数减少60%,验证了混线协同节能生产调度的有效性.

关键词：锻造节能混线生产遗传算法多目标优化生产调度