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基于半同态加密体制的安全分布式经济调度

控制理论与应用 2024年

作者：杨飞生刘佳明丁瑞森姬毓明潘泉西北工业大学深圳研究院西北工业大学自动化学院

经济调度是电力系统运行中一个基本而又重要的问题,主要涉及到如何精准调配和管理发电资源，以满足负载需求，同时尽可能地降低整体发电成本.本文从一致性协议出发,给出了一种基于分布式优化的经济调度算法,以实现电力系统发电成本的最... 详细信息

经济调度是电力系统运行中一个基本而又重要的问题,主要涉及到如何精准调配和管理发电资源，以满足负载需求，同时尽可能地降低整体发电成本.本文从一致性协议出发,给出了一种基于分布式优化的经济调度算法,以实现电力系统发电成本的最小化.然后基于半同态加密的Paillier密码系统,制定了隐私保护方案,既可以保证通过网络传输的信息不被恶意攻击者获得,又保证了每个节点的隐私数据不被其他节点获取.最后,通过构造Lyapunov能量泛函分析了加密解密等行为诱导的时变时延对经济调度模型的影响,导出了兼顾保守性与复杂度的算法收敛条件,进而通过仿真比较验证了方法的有效性和优越性.

关键词：分布式经济调度隐私保护半同态加密时变时延

基于干扰观测器的升力式飞行器改进离散滑模控制研究

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2024年第2期41卷 233-243页

作者：陈升泽张旋袁建平郑子轩中国运载火箭技术研究院中国北京100076 西北工业大学航天学院中国西安710072

升力式飞行器具有飞行空域宽、速度变化范围大、机动性强等特点,是近年来国内外的研究热点。本文针对升力式飞行器模型大不确定及外界干扰强带来的控制难题,提出了一种基于干扰观测器的改进离散滑模变结构控制方法。首先,建立了俯仰通... 详细信息

升力式飞行器具有飞行空域宽、速度变化范围大、机动性强等特点,是近年来国内外的研究热点。本文针对升力式飞行器模型大不确定及外界干扰强带来的控制难题,提出了一种基于干扰观测器的改进离散滑模变结构控制方法。首先,建立了俯仰通道的离散控制模型。其次,设计了一种基于干扰估计的改进离散滑模变结构控制律,并证明了其稳定性。再次,分析了参数选择对控制系统的影响,验证了控制律的有效性。最后,与传统的离散滑模变结构控制方法进行了比较。仿真结果表明,与传统的离散滑模控制方法相比,本文提出的控制律控制精度更高、鲁棒性更强、滑模面收敛速度更快及抖振更小,可有效提高升力式飞行器的飞行品质,实现复杂任务的稳定控制。

关键词：升力式飞行器干扰观测器离散滑模控制鲁棒控制抖振

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浅海矢量声场极化特性的深度分布规律

物理学报 2024年第9期73卷 134-148页

作者：韦宜政孙超朱启轩西北工业大学航海学院西北工业大学陕西省水下信息技术重点实验室

海洋波导环境中声场的极化特性可为水下目标探测提供新思路,因此对极化特性进行研究很有意义.本文将Stokes参数扩展到宽带形式,利用非平稳相位近似方法对公式进行简化,降低了理论推导的复杂性,并揭示了极化特性在声源深度及声源对称深... 详细信息

海洋波导环境中声场的极化特性可为水下目标探测提供新思路,因此对极化特性进行研究很有意义.本文将Stokes参数扩展到宽带形式,利用非平稳相位近似方法对公式进行简化,降低了理论推导的复杂性,并揭示了极化特性在声源深度及声源对称深度具有显著变化特性的物理机理.数值仿真结果表明:使用非平稳相位近似进行简化后的公式是有效的,可以较好地表征出极化特性的深度分布规律;同时,通过对宽带Stokes参数归一化,可以去除水平距离对极化特性深度分布规律的影响;随后,以归一化宽带Stokes参数为研究对象,分析了声源频率、声源深度、声速剖面及海水深度等参数对极化特性深度分布规律的影响.通过RHUMRUM实验数据处理结果验证了非平稳相位近似的有效性和归一化宽带Stokes参数的距离无关性质.相关结论可为基于矢量场极化特性的被动目标深度估计提供理论依据.

关键词：极化矢量声场浅海 Stokes参数

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未知干扰下四旋翼无人机群固定时间编队控制

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1702-1712页

作者：郑伟铭徐扬罗德林厦门大学航空航天学院厦门361102 西北工业大学民航学院西安710072 西北工业大学太仓长三角研究院苏州215400

在未知干扰条件下,针对欠驱动、非线性的四旋翼无人机群编队控制问题,提出了一种抗干扰的固定时间编队控制方法。首先,设计分布式固定时间滑模估计器,在仅有部分无人机获取到期望轨迹的条件下,每架无人机都能快速估计出自己的期望位置... 详细信息

在未知干扰条件下,针对欠驱动、非线性的四旋翼无人机群编队控制问题,提出了一种抗干扰的固定时间编队控制方法。首先,设计分布式固定时间滑模估计器,在仅有部分无人机获取到期望轨迹的条件下,每架无人机都能快速估计出自己的期望位置信息。其次,引入固定时间干扰观测器用于估计未知的复合干扰,使无人机能够生成干扰估计值以抵消复合干扰对其带来的影响。然后,在无人机的位置层与控制层设计固定时间滑模控制器,实现对期望轨迹的跟踪,所给出的方法能够满足姿态稳定收敛。最后,数值仿真验证了所提出方法的有效性。

关键词：四旋翼无人机欠驱动系统编队控制固定时间控制干扰观测器

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大曲率板壳综合冷却效率模化数值研究

工程热物理学报 2024年第5期45卷 1332-1340页

作者：杜昆梁庭睿宋辉刘存良西北工业大学动力与能源学院西安710129 西北工业大学太仓长三角研究院太仓215400 西北工业大学陕西省航空动力系统热科学重点实验室西安710129 西北工业大学-喀山国立技术大学先进航空发动机热结构国际联合实验室西安710129

现阶段针对航空发动机热端部件复合冷却,提出的综合冷却效率来表征固体表面的无量纲温度分布。基于一维半无限大平板综合冷却效率模化公式为指导实验参数匹配与冷却结构设计提供了理论支持,然而在大曲率区域该模化公式预测误差较大。因... 详细信息

现阶段针对航空发动机热端部件复合冷却,提出的综合冷却效率来表征固体表面的无量纲温度分布。基于一维半无限大平板综合冷却效率模化公式为指导实验参数匹配与冷却结构设计提供了理论支持,然而在大曲率区域该模化公式预测误差较大。因此本文提出一种大曲率板壳综合冷却效率模化的公式,并建立不同曲率的冲击-气膜冷却板壳结构进行验证。结果显示,随着曲率增大,一维半无限大平板综合冷却效率模化公式得到的面平均综合冷却效率预测误差达到52%;在所研究的全部曲率半径模型中,大曲率板壳综合冷却效率模化公式的预测精度显著提高,误差值最大不超过26%。

关键词：综合冷却模化公式曲率板壳预测误差

翼型后缘变弯对炮射滑翔增程弹气动特性的影响

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火炮发射与控制学报 2024年

作者：李钊张龙杨广珺王雨西北机电工程研究所西北工业大学无人机特种技术国防科技重点实验室

增加炮射滑翔增程弹性能的核心是提高弹丸气动性能，在已有变后掠角结构的增程基础上，通过引入后缘无缝连续变弯技术，可减轻翼面气流分离，在不引起整体尺寸额外增加的前提下提高滑翔阶段的弹体升阻比，改善气动性能，增加滑翔航程。... 详细信息

增加炮射滑翔增程弹性能的核心是提高弹丸气动性能，在已有变后掠角结构的增程基础上，通过引入后缘无缝连续变弯技术，可减轻翼面气流分离，在不引起整体尺寸额外增加的前提下提高滑翔阶段的弹体升阻比，改善气动性能，增加滑翔航程。研究弹翼后缘弯度变化对弹药气动特性的影响规律，以后缘连续变形弹翼为对象，引入一方程S-A湍流模型封闭N-S方程并求解，分别完成具有±5°后缘偏角翼型的气动性能计算，对其在不同雷诺数下的升阻力系数、力矩系数等气动性能进行分析。数值计算表明：滑翔增程弹的弹翼从80%弦长处位置产生5°正偏转时，翼型升力系数提高可达16%以上，俯仰力矩有利于弹体稳定性能提高；后缘正偏转弹翼在流场动态发展过程中均可产生稳定升力，平均升阻比相比原始弹翼提高80%以上，滑翔距离增加78%以上。

关键词：炮射滑翔弹翼型后缘变弯气动特性滑翔性能

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双机器人协作轴孔装配力柔顺控制技术研究

机械工程学报 2024年第3期60卷 20-33页

作者：王战玺张益铭张邦海罗子彦史梦格西北工业大学机电学院西安710072 南京电子技术研究所南京210012

轴孔精密装配是加工制造业中常见的装配形式,其完成过程同时存在位置约束和力约束关系,因此采用工业机器人实现轴孔自动装配一直是具有挑战性的热点问题。首先分析了轴孔装配过程插孔阶段的典型的单点接触和双点接触受力模型,并针对不... 详细信息

轴孔精密装配是加工制造业中常见的装配形式,其完成过程同时存在位置约束和力约束关系,因此采用工业机器人实现轴孔自动装配一直是具有挑战性的热点问题。首先分析了轴孔装配过程插孔阶段的典型的单点接触和双点接触受力模型,并针对不同的接触状态提出了机器人整体力调控策略;其次在基于位置的阻抗模型基础上,建立对环境位置和刚度具有自适应效果的力柔顺控制模型,通过仿真验证了控制模型可以消除力跟踪过程的系统稳态误差;然后建立了主从式双机器人协作轴孔装配模型,并进行轴孔装配仿真实验,在不同的机器人位置和姿态误差下验证双机器人协作装配的力位控制效果;最后搭建主从式双机器人装配实验平台,验证自适应力柔顺控制模型和主从式协作模型的可行性。

关键词：轴孔装配力柔顺控制阻抗控制主从式协作

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面向机动目标的分布式弹群在线协同定位方法

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 1027-1036页

作者：傅晋博张栋赵军民王庭晖西北工业大学航天学院西安710072 西安现代控制技术研究所西安710065

机动目标的高精度协同定位是协同打击的关键,通过分布式弹群来实现协同定位是目前研究的热点。提出了一种分布式弹群在线协同定位的策略,解决弹群通信受限条件下协同定位的实时性问题;针对目标状态估计中模型非线性、噪声非高斯分布等特... 详细信息

机动目标的高精度协同定位是协同打击的关键,通过分布式弹群来实现协同定位是目前研究的热点。提出了一种分布式弹群在线协同定位的策略,解决弹群通信受限条件下协同定位的实时性问题;针对目标状态估计中模型非线性、噪声非高斯分布等特点,提出了容积卡尔曼粒子滤波算法;设计了自适应转弯速率的匀速转弯模型,并将现有的二维匀速转弯模型扩展至三维,解决了现有匀速转弯模型先验转弯速率固定,导致定位精度不高的问题;设计了自适应模型转移概率的交互多模型方法,实时修正马尔可夫转移概率,解决了单模型滤波定位精度不高的问题。通过仿真验证了所提策略和方法的有效性和准确性。

关键词：弹群协同定位协同目标跟踪交互式多模型容积卡尔曼滤波粒子滤波

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热电偶非稳态测温误差特性一维分析

航空动力学报 2024年第3期39卷 30-41页

作者：郭苗昕冯青畅然樊光亚林阿强陈燕刘高文西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航空工业集团有限公司第一飞机设计研究院西安710089 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057 西北工业大学陕西省航空动力系统热科学重点实验室西安710072

为揭示热电偶非稳态测温误差的影响机制,建立了热电偶测温一维非稳态计算模型,综合评估了不同安装结构、黏合材料和表面传热系数工况对热电偶非稳态测温误差的影响,深入探究了毕渥数对非稳态测温的影响规律。研究结果表明:考虑环境辐射... 详细信息

为揭示热电偶非稳态测温误差的影响机制,建立了热电偶测温一维非稳态计算模型,综合评估了不同安装结构、黏合材料和表面传热系数工况对热电偶非稳态测温误差的影响,深入探究了毕渥数对非稳态测温的影响规律。研究结果表明:考虑环境辐射是必要的,与不考虑辐射传热相比测温时间300 s时的温度相差1.48 K。不同的安装方式对测温误差的影响较大,最大测量温差1.85 K。黏合材料的导热系数越大,正规状况阶段非稳态测温误差越小,测温时间150 s后绝对误差小于0.5 K。表面传热系数对非稳态测温误差起着重要的影响,表面传热系数越大,受初始温度场影响的测温误差越大。黏合材料导热系数为2.4 W/(m·K)时,表面传热系数为50~250 W/(m^(2)·K)的范围内测温误差的变化范围为0.2~1.5 K。研究结果为发动机传热实验中壁温非稳态测量提供了参考。

关键词：热电偶接触式测温非稳态测温误差表面传热系数一维分析