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有色噪声干扰下径向基函数非线性模型的滤波辨识方法

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控制与决策 2024年第10期39卷 3305-3312页

作者：周怡红张霄丁锋苏州科技大学电子与信息工程学院江苏苏州215009 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

径向基函数具有形式简单、节点配置灵活等特点,使得其可以构成网络来拟合复杂非线性系统.径向基函数构成的网络可描述非线性模型映射关系,研究有色噪声干扰下一类径向基函数非线性模型的参数估计问题.首先,为了抑制有色噪声对参数估计... 详细信息

径向基函数具有形式简单、节点配置灵活等特点,使得其可以构成网络来拟合复杂非线性系统.径向基函数构成的网络可描述非线性模型映射关系,研究有色噪声干扰下一类径向基函数非线性模型的参数估计问题.首先,为了抑制有色噪声对参数估计的影响,在不改变模型输入输出关系的前提下,利用数据滤波技术设计滤波器对观测数据进行滤波,实现有色噪声干扰下辨识模型的白噪化处理;然后,运用梯度搜索,结合多新息辨识理论,提出估计该类径向基函数非线性模型的滤波多新息增广随机梯度算法;最后,考虑到模型的参数可分离特性,在滤波辨识的框架下,基于分解技术,利用递推搜索方法,提出估计该类径向基函数非线性模型的三阶段滤波多新息增广递推算法.仿真结果表明了所提出算法的有效性和优越性.

关键词：非线性系统参数估计径向基函数递推搜索数据滤波随机梯度

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基于V形硅的薄膜铌酸锂波导模式转换器

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 443-450页

作者：张程徐银董越张博倪屹江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 江南大学先进技术研究院江苏无锡214122

模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务,是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台,提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器,转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列,位于薄膜铌酸锂波导顶... 详细信息

模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务,是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台,提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器,转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列,位于薄膜铌酸锂波导顶部。基于上述结构进行详细的设计与优化分析,在中心波长为1550 nm、转换长度仅为11μm的情况下,实现了输入TE_(0)模到输出TE_(1)模的高效转换。模式转换效率为96.8%,串扰为-28.6 dB,插入损耗为0.78 dB。进一步对转换结构进行横向扩展,实现了输入TE0模到输出TE_(2)模的高效转换。模式转换效率为91.3%,串扰为-14.3 dB,插入损耗为1 dB。若继续扩展,可获得其他高阶模。本器件及设计方法有望在薄膜铌酸锂波导多模光传输方向发挥优势,推动薄膜铌酸锂光子集成器件及回路的发展。

关键词：集成光学集成光器件光波导铌酸锂微光学器件

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双源信号下多元尺度融合室内位置测算方法

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 311-320页

作者：陈潇秦宁宁宋书林江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心无锡214122

针对大型多接入点场景的指纹定位中存在的定位点区域归属误判、离群点干扰的问题,提出一种双源信号下多元尺度融合室内位置测算方法。指纹在线定位阶段,利用PDR信号的时空信息,将定位点归属分区内的参考点数量进行扩展,缓解邻界区域误... 详细信息

针对大型多接入点场景的指纹定位中存在的定位点区域归属误判、离群点干扰的问题,提出一种双源信号下多元尺度融合室内位置测算方法。指纹在线定位阶段,利用PDR信号的时空信息,将定位点归属分区内的参考点数量进行扩展,缓解邻界区域误判带来的负效益;此外,利用多元距离与卡方距离代替传统欧氏距离,结合空间域物理距离尺度,实现多元尺度下的近邻筛选,有效克服离群点干扰;引入K值动态适配,并基于此进行Wi-Fi与PDR预定位的动态链接式融合,进一步提高定位算法的准确性。实验结果表明,在引入双源信号的相同条件下,相比其他多元尺度与动态K值算法,所提方案综合性能较优,平均定位精度优于其他算法6.6%~23.1%。

关键词：室内定位指纹定位行人航位推算加权K近邻定位

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人机共驾型车道保持鲁棒控制

汽车工程 2024年第10期46卷 1853-1862,1872页

作者：章军辉郭晓满刘禹希郑明强钱宇晗丁羽璇常熟理工学院电气与自动化工程学院苏州215500 无锡物联网创新中心有限公司无锡214029 江苏省工业机器人复杂工艺智慧控制工程研究中心苏州215500 江苏省物联网创新中心昆山分中心苏州215347

为更好地让共驾型车道保持控制系统能够预判驾驶人的转向行为,本文提出了一种间接式共驾型车道保持鲁棒控制算法。首先引入了仿驾驶人转向行为的驾驶人转向模型,并采用免疫遗传(immune genetic algorithm,IGA)算法对驾驶人转向模型参数... 详细信息

为更好地让共驾型车道保持控制系统能够预判驾驶人的转向行为,本文提出了一种间接式共驾型车道保持鲁棒控制算法。首先引入了仿驾驶人转向行为的驾驶人转向模型,并采用免疫遗传(immune genetic algorithm,IGA)算法对驾驶人转向模型参数进行离线辨识,建立了驾驶人在环的线性时变人-车-路模型;其次考虑到复杂工况下道路曲率扰动、线性模型适配不足的缺陷以及模型参数的时变特性等因素,基于T-S模糊控制理论设计了输出反馈γ次优H_(∞)鲁棒控制器;再次综合考虑驾驶人转向行为、车辆横向综合偏差情况等因素,设计了一种人机控制权分配策略,用以实现驾驶控制权的平稳动态分配;最后基于驾驶人在环的集成平台对该鲁棒控制算法进行了验证与探讨。结果表明采用该人机控制权分配策略的鲁棒控制算法具有较好的扰动抑制作用,且能够有效增强共驾过程中的合作程度,提升了人机协作的友好性。

关键词：智能汽车人机共驾 T-S模糊控制控制权分配驾驶行为

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基于攻击树的ICPS混合博弈风险评估

小型微型计算机系统 2024年第8期45卷 2034-2040页

作者：孙子文周翔荣江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

工业信息物理系统在国家基础设施领域极为重要,若被破坏将造成极大的影响.本文采用带博弈策略的攻击树模型进行风险评估.首先,根据系统中各个物理组件的“与”“或”关系和它们所具有的漏洞节点,建立ICPS的整体攻击树模型;然后,在攻击... 详细信息

工业信息物理系统在国家基础设施领域极为重要,若被破坏将造成极大的影响.本文采用带博弈策略的攻击树模型进行风险评估.首先,根据系统中各个物理组件的“与”“或”关系和它们所具有的漏洞节点,建立ICPS的整体攻击树模型;然后,在攻击树的叶子节点中加入攻防混合博弈策略,给出攻击和防御方式的收益函数,以此求得不同防御方式发生的可能性概率;最后,以防御方式收益函数和发生的可能性概率求得每种防御方式的风险值,采用层次分析法和熵权法的综合赋权得出叶子节点风险值,以此求出根节点风险值进行评估.通过MATLAB仿真,求出攻击树根节点风险值确定废水发电厂模型的风险评估等级以及哪个物理层较为薄弱,若等级较高,可采取后续的评估寻找系统薄弱组件.

关键词：工业信息物理系统攻击树博弈论综合赋权风险评估

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对抗防御的IWSN入侵检测强化模型

小型微型计算机系统 2024年第8期45卷 1980-1986页

作者：刘悦文孙子文江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

针对工业无线传感器网络中基于深度学习的入侵检测易受到对抗样本影响的问题,基于生成对抗网络构建对抗防御的IWSN入侵检测强化模型.首先,受生成对抗网络原理的启发,将分类器与对抗学习结合,通过提高样本训练次数及生成样本攻击性以加... 详细信息

针对工业无线传感器网络中基于深度学习的入侵检测易受到对抗样本影响的问题,基于生成对抗网络构建对抗防御的IWSN入侵检测强化模型.首先,受生成对抗网络原理的启发,将分类器与对抗学习结合,通过提高样本训练次数及生成样本攻击性以加大模型训练强度,达到提升模型检测性能的目的.其次,采用多层感知器构建模型的网络结构,以适应IWSN中特征独立的高维数据.同时,引入约束条件、对抗损失与Wasserstein距离改进模型的损失函数,以保证对抗训练的稳定性.在WSN_DS数据集与天然气管道数据集上进行了对比、类比与效率实验,结果表明,模型对各对抗样本的防御效果较现有方法有所提升,且具有较强的入侵攻击检测性能.

关键词：工业无线传感器网络深度学习生成对抗网络对抗样本入侵检测

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饱和非线性维纳系统的可变遗忘因子梯度辨识

控制工程 2024年第4期31卷 760-768页

作者：汪菲菲马君霞无锡太湖学院智能装备工程学院江苏无锡214063 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

为了解决饱和非线性维纳(Wiener)系统的参数辨识问题,提出了基于辅助模型的可变遗忘因子随机梯度算法。首先,由于饱和非线性的特殊结构,采用了切换函数变换非线性表达式,使所有未知参数包含在一个向量中,将系统模型转换为线性回归形式... 详细信息

为了解决饱和非线性维纳(Wiener)系统的参数辨识问题,提出了基于辅助模型的可变遗忘因子随机梯度算法。首先,由于饱和非线性的特殊结构,采用了切换函数变换非线性表达式,使所有未知参数包含在一个向量中,将系统模型转换为线性回归形式。然后,为了获得未知的中间变量,构造辅助模型,运用辅助模型的输出替换信息向量中的未知内部变量。最后,为了提高随机梯度算法的收敛速度,在算法中引入了可变遗忘因子。仿真结果表明,与传统的随机梯度算法相比,所提算法的参数估计更精确,且收敛速度更快,验证了所提算法的有效性。

关键词：参数估计随机梯度饱和非线性可变遗忘因子

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基于多维度注意力机制的行人重识别算法研究

传感器与微系统 2024年第11期 10-12+16页

作者：白洋洋徐焕宇张福龙戴昕宇丁天南京信息工程大学自动化学院无锡学院物联网工程学院

针对有监督行人重识别算法泛化能力较差的问题，提出一种基于多维度注意力机制的行人重识别算法。该算法引入了一个多维度注意力模块，通过学习行人图像在多个维度上的特征信息，提高行人图像泛化能力。此外，还提出了一个优化损失模块... 详细信息

针对有监督行人重识别算法泛化能力较差的问题，提出一种基于多维度注意力机制的行人重识别算法。该算法引入了一个多维度注意力模块，通过学习行人图像在多个维度上的特征信息，提高行人图像泛化能力。此外，还提出了一个优化损失模块，加速身份损失的收敛，从而提高模型的训练速度。通过将这2个模块结合起来，本文算法在公开数据集Market—1501和DukeMTMC-ReID上进行了大量实验。实验结果表明：所提出的算法能够有效地解决有监督行人重识别算法泛化能力较差的问题。

关键词：行人重识别多维度注意力优化损失

FDI攻击下的ICPS状态重构安全控制策略

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控制理论与应用 2024年

作者：任悦其孙子文江南大学物联网工程学院物联网技术应用教育部工程研究中心

为提高同时遭受执行器通道和传感器通道虚假数据注入(FDI)攻击的工业信息物理系统(ICPS)的安全性,本文研究重构FDI攻击信号和ICPS状态的安全控制策略.首先,构建由系统状态和传感器攻击信号组成的增广状态,并根据该增广状态来建立增广系... 详细信息

为提高同时遭受执行器通道和传感器通道虚假数据注入(FDI)攻击的工业信息物理系统(ICPS)的安全性,本文研究重构FDI攻击信号和ICPS状态的安全控制策略.首先,构建由系统状态和传感器攻击信号组成的增广状态,并根据该增广状态来建立增广系统.其次,在建立的增广系统基础上,设计可调比例积分观测器,用于重构系统状态、传感器FDI攻击信号和执行器FDI攻击信号.然后,通过重构的系统状态和执行器FDI攻击信号设计反馈控制器,并采用李雅普诺夫函数和有限频域H∞来分析系统满足稳定性和鲁棒性所需的条件.最后,使用垂直起降飞机的线性纵向动力学模型作为仿真对象,模拟结果验证本文所研究的控制策略可以抵御针对ICPS的FDI攻击并且保证系统稳定.

关键词：工业信息物理系统虚假数据注入攻击观测器状态重构安全控制有限频域鲁棒性