基于虚拟领导节点改进的孤岛微电网完全分布式二次调频策略

传统分布式二次调频策略在虚拟领导节点频率信息出现故障时会导致微电网系统频率无法恢复,针对该问题提出并设计一种完全分布式二次调频策略。首先分析传统分布式二次调频策略虚拟领导节点故障对二次调频过程产生的影响;然后,结合一致性算法对传统分布式二次调频控制器加以改进,通过将调频补偿量与频率偏差的对消作为“频率引导项”加入各分布式控制器中,使得各分布式发电单元完全对等,以保证虚拟领导节点去除后频率的正常恢复,实现完全分布式控制;最后,通过仿真验证所提方法在保证频率恢复方面的有效性与优越性。

无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法

无线传感网络中节点数据流量较大,分布范围较广,节点选择寻优计算复杂,导致浪费大量算力在节点选择上,拥塞控制效果不佳。提出一种无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法,计算单条网络链路传输成本,依据传输数据耗费能量,计算传输节点可用能量比值,在传输变量权重值基础上,求得传输节点实际拥堵指数,完成节点选择。计算网络连接层的数据包丢弃概率,确定网络拥塞程度,汇聚节点数据流建立节点选择强制博弈模型,明确传感网络稳态传输条件,利用流量正态分布算法,在节点选择博弈中做出强制选择。经仿真分析证明:所提方法分组递交率保持在83%以上,丢包数量保持在100 pkt/s之内,网络传输节点端到端的延迟在0.3 s以内。

基于NURBS曲面的小麦叶片三维重建

针对小麦叶片三维可视化不易实现的问题,通过NURBS曲面算法对小麦叶片进行三维重建。实测小麦叶片长度、叶片宽度、茎叶夹角、叶鞘长度、叶鞘直径等具体数据,通过主脉控制点算法计算叶片和叶鞘的主脉控制点信息,根据叶片宽度、叶鞘直径等信息计算出全部控制点信息,在visual studio中使用OpenGL构建小麦叶片三维模型。本研究算法得出的小麦叶片模型与真实小麦叶片有较高的相似度,较好地体现了叶片的弯曲度,真实地反映了作物叶片的形态信息。基于NURBS曲面的三维重建控制灵活、使用方便、计算简单,在作物的三维建模方面有较好的应用和参考价值。

基于物联网农业灌溉系统精准控制模型的研究

为进一步提升我国农业灌溉系统的综合作业效率,体现灌溉的先进性与科学性,提出以精准控制模型为切入点,以物联网技术为主体支撑平台,针对其作业系统展开设计与优化。通过引入物联网强大的系统性架构,规范与强化各网络节点的部署与协作关系,科学搭建用于实现精准灌溉控制的数学模型,同时导入合理的系统软件设计程序与硬件功能组件配置,形成完整集成式的农业智能灌溉系统。结果表明:基于物联网平台技术的精准控制模型应用后,整体的作业效率得到显著提升,系统精准度、系统响应率分别相对提高了6.25%和7.68%,动作延迟率相对降低了2.72%,灌溉节水效率提升至91.50%。物联网平台下的精准控制模型应用效果良好,设计理念正确,可为灌溉领域实施节能降耗提供参考。

基于改进遗传算法的电厂粉尘监测节点覆盖控制研究

为有效降低粉尘环境监测中存在盲区和管控缺失的风险,优化火电厂粉尘环境监测系统的节点覆盖控制,延长无线传感器网络(WSN)寿命,提出一种基于改进遗传算法的节能优化方法。首先构建基于节点覆盖率、节点布设总能耗和节点通信传输总能耗的网络覆盖质量目标函数;然后针对传统遗传算法存在局部最优和编码重复的问题,提出整数编码的染色体组合方案、自适应调节交叉和变异概率的方法,以及精英保留策略;最后通过仿真对比分析,确定优化后的节点数量和分布方案。结果表明:改进的遗传算法显著提高了收敛速度,所需迭代次数减少至20次,适应度值优化52.18%;在节点部署和覆盖研究中,优化后的节点数量为42个,覆盖率达97.28%,节点休眠率为76.19%,有效提升了火电厂粉尘环境监测系统的节能效果。

考虑负载和时延的船舶无线网络节点流量控制

针对船舶无线网络稳定性较差,易出现负载失衡、信息传输时延高的问题,研究考虑负载和时延的船舶无线网络节点流量控制方法。此方法利用有向图优化船舶无线网络结构与节点分层结构;计算船舶无线网络节点负载占用率与可用率,提取负载均衡的节点通信路径;使用基于RTT的拥塞流量分配算法,以缩短延时为目标,考虑负载和时延的船舶无线网络节点流量控制。实验结果显示:此方法使用后,船舶紧急业务、关键业务、普通业务在无线网络中分组投递率提升,解决了负载失衡问题;紧急业务端到端时延低于100 ms,关键业务与普通业务端到端时延低于1 000 ms,流量控制效果较好。

基于DTN路由的多通路精准灌溉系统布局设计

为进一步提升我国智能灌溉装备的综合作业效率,从多通路实施与精准化控制角度展开布局设计。以灌溉系统的作业原理及田间信息获取特征为出发点,建立灌溉网络的DTN路由算法模型,实施网络节点的规划分配与通道布置,形成精准性的逻辑控制流程及节点网络相互执行关系。进行系统性的灌溉试验,结果表明:基于DTN路由算法的多通路精准灌溉系统布局正确可行,信息投递成功率可达94.13%,节点转发率可达96.07%,各信息传递的实时准确,各阀门组件的动作协调,综合灌溉效率实现了高于90%的优化目标,是DTN路由控制理念在灌溉装备领域的应用创新思路之一,具有较好的推广意义。

基于重要性分数的CUR矩阵分解识别WSN异常节点

现有异常节点识别方法普遍存在精度低或者功耗大等不足,针对这些不足,提出一种基于低秩矩阵分解的无线传感器网络异常节点识别算法。根据传感器节点的特性进行特征选取和属性矩阵构建;通过改进的CUR矩阵分解方法计算异常矩阵;依据异常矩阵中节点向量的总体均值和标准差设定控制限,判断节点是否发生异常。实验结果表明,与其它异常识别方法相比,该方法具有较高的识别准确率。

具有动态出链路的复杂动态网络节点滑模跟踪控制

复杂动态网络可视为由多个子系统(抽象为节点)组成的大系统,节点之间通过链路关系相互耦合,因而时变链路关系会对节点的动态行为产生影响。为此考虑具有时变链路的复杂动态网络,将网络链路关系视为动态系统,在链路与节点间的动态耦合关系的辅助作用下,采用滑模变结构方法设计节点控制器,实现节点的渐近跟踪控制。然后通过一个实例仿真验证了所提控制策略的有效性。与几种现有方法相比,本文方法的优势是在节点子系统中考虑了未知的外部干扰与系统不确定性,并通过构造链路系统的辅助参考跟踪目标,助力节点控制器完成跟踪控制任务。

基于5G通信技术的船用网络防拥塞机制研究

为保证船用网络通信的稳定性、可靠性,避免通信过程中数据丢失,研究5G通信技术的船用网络防拥塞机制。该机制结合船用网络数据传输场景的数据传输情况,分析其拥塞原因,引入5G技术设计和规划船用网络结构,计算网络链路带宽和资源分配情况,依据该计算结果,通过节点-链路控制方法计算网络中和链路关联节点的平均功率,依据计算结果对节点进行判定,再依据资源分配策略进行资源分配,以此有效降低船用网络的拥塞现象。测试结果表明,该机制应用后,船用网络的拥塞窗口大小明显降低,最大值仅为151.6 kB;并且网络碰撞概率值均在0.15以下,依旧满足期望应用标准,可有效处理船用网络防拥塞情况。

基于冗余筛选管控评估机制的移动传感网超宽带稳定传输算法

为了优化WSN网络的数据传输特性,设计了基于冗余筛选管控评估的移动WSN超宽带稳定传输算法。基于冗余传输调度机制对区域予以初次分割,通过能量评估方式快速达到区域聚类稳定生存效果,结合构建区域节点能量阈值的方法提高聚类冗余效率,以降低超宽带条件下的节点受限概率。采用区域边界控制方式,通过优化骨干节点剩余能量的方式增强骨干节点工作效率,降低因骨干节点而导致的区域传输抖动,确保中继传输节点性能最佳,以降低链路抖动现象。通过骨干节点能力对传输节点予以甄选,从而提升网络链路传输能力,进一步降低抖动现象对传输性能带来的不利影响。仿真实验表明,所提算法具有更低的网络链路累计抖动频次及更好的网络传输带宽。

虚假数据注入攻击下多机器人系统协同寻源

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.

液体火箭发动机故障诊断系统冗余容错技术研究综述

综述了液体火箭发动机故障诊断系统冗余容错技术研究,介绍了液体火箭发动机故障诊断系统在航天任务中的重要性及其不断发展的需求,强调了高可靠性和安全性对于航天任务成功的关键作用,详细分析了当前国内外在这一领域的研究现状,展示了不同国家和研究机构在故障诊断系统冗余容错技术方面的最新进展和具体应用实例,阐述了冗余容错技术对于火箭发动机故障诊断系统的重要性并探讨了该技术的发展历程、关键技术及当前研究成果;通过对比几种经典冗余容错手段,指出各冗余结构对于火箭发动机故障诊断系统的可行性与优缺点,详细介绍了发动机故障诊断系统的双机热备实现方案,为相关研究者提供参考依据;从理论基础到实际应用,从当前研究遇到的技术挑战再到未来发展方向的展望,为液体火箭发动机故障诊断系统冗余容错技术的研究提供了全面的综述和分析。

基于快速原型化的小型涡喷发动机起动过程控制

为快速验证小型涡喷发动机起动过程控制规律,基于快速原型化技术搭建了半物理试验平台。设计了快速原型试验系统整体架构,对控制系统的软硬件设计和智能节点的工作原理进行了说明,使用Speedgoat Mobile实时目标机作为电子控制器,以STM32为核心设计智能节点,选用Modbus协议对信号进行编码,实现电子控制器和智能节点之间的数据通信。针对小型涡喷发动机的起动过程设计了一种控制规律,利用自动代码生成技术生成电子控制器可执行程序,部署到实时目标机中,完成了起动过程控制规律的试验验证。仿真结果表明,电子控制器和智能节点通信正常,工作可靠稳定,起动过程平稳迅速、不熄火、不超温、不超转,提出的快速原型化控制技术能够有效地缩短开发周期,具有良好的工程实用价值。

基于节点移动性的水下动态拓扑控制方法

针对水下传感器节点随洋流移动导致的网络覆盖率和连通率较低的问题,提出一种新的水下动态拓扑控制方法。节点部署阶段,利用模拟退火算法计算节点的期望部署位置,并采用蜿蜒洋流移动模型预测节点的实际部署位置,节点无须消耗额外能量调节自身位置即可保持网络的全连通和高覆盖率;拓扑优化阶段,以最大化延长网络寿命为目标,自主水下航行器根据节点实时情况执行高效的拓扑优化策略。仿真结果表明,与现有的CDA、SLO及随机部署方案相比,提出的新方法在保持全连通性的前提下具有更好的覆盖率和平均节点度;节点存活率和数据包传输成功率分别提升了11.6%和11.53%,有效提高了网络寿命。

区块链赋能交通产品抽检质量控制应用研究

针对区块链与交通行业传统业务融合落地应用困难的现状,从交通产品抽检过程中涉及的管理层面和技术层面入手,通过对目前交通产品检测结果公信力不足及检测全过程存在的质量安全风险的调查分析,结合区块链去中心化、公开透明、不可篡改、可证可溯的特性,明确一种基于区块链的交通产品抽检系统节点设置及其数据流向应用场景,实现全过程重要节点信息的不可篡改和可追溯性,促使检测结果真实、准确,为品质工程项目建设提供质量保障。

基于智能合约和雾计算的医疗数据可追溯加密方案

传统的医疗系统解决了诸如医疗记录管理、患者信息存储、医疗资源调度等问题.然而,在应对日益增加的数据量和复杂的访问控制需求时存在着医疗隐私泄露、数据安全性和终端设备负载等缺陷.针对以上问题,提出一种面向医疗数据隐私保护的基于智能合约和雾计算的可追溯加密方案.通过引入授权机制和基于属性加密的可撤销机制,有效保护了医疗数据的隐私,并避免了密钥滥用的情况.同时,通过在私钥中嵌入用户信息,进一步增强数据安全性.智能合约作为访问控制的参与方,负责执行用户的授权验证,部分解密操作由雾节点承担,从而减轻了终端设备的负荷,实现了负载均衡.通过与其他同类型方案进行计算开销、存储开销和安全性的对比发现,该方案具有更高的计算和存储效率.

基于FPGA的异步FIFO缓存数据溢出控制系统

为获取更高效、稳定的缓存数据控制方法,设计基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的异步FIFO缓存数据溢出控制系统。设计存储控制方案,得到基于FPGA的系统硬件;建立缓存数据存储溢出模型,得到数据节点剩余能量的最小值最大化求解,在函数模型下判断存储数据是否溢出;设计数据溢出控制算法,得到缓存数据溢出控制系统的软件。分别对数据溢出的监测性能与控制性能进行测试。实验结果表明:使用该方法剩余的能耗较高,可见该方法对于缓存数据的监测与控制性能均较好。

面向星地融合网络的星上管控节点动态部署方法

针对低地球轨道卫星网络节点高动态性的问题,提出一种面向星地融合网络的星上管控节点动态部署方法。首先,基于星地融合网络结构复杂多变和星上节点处理能力受限的特点设计主从协同管控的星地融合组网架构;其次,提出星上管控节点部署模型,该模型以星上管控节点部署成本作为优化目标函数,综合考虑业务QoS和网络负载等约束条件,旨在通过优化控制器的数量和位置来改善卫星组网响应时延;最后,采用强化学习方法快速求解不同网络拓扑状态下的星上管控节点数量和部署位置。仿真实验分析了所提算法、加速粒子群算法(ASPO)及最优搜索算法(OptSearch)在星上管控节点动态部署数量和平均组网响应时延上的对比结果,从而验证所提算法在星上管控节点部署中具有一定的优越性。

考虑自然灾害影响的节点恢复重要度评估与目标网架重构

网络重构阶段的目标网架优化对电力系统恢复至关重要。针对现有的节点重要度评价和目标网架优化中无法考虑自然灾害影响、ERBN(节点预期恢复收益)及扩展并发恢复分区需求等问题,提出一种电力系统网络重构方法。首先,考虑节点的重要负荷恢复、扩展可用功率和增量恢复范围能力,综合评估灾害条件下节点的预期恢复收益,并结合可用恢复功率裕度,将发电和非发电节点的重要度统一到预期恢复收益上。然后,提出灾害条件下基于时序蒙特卡洛仿真的多时点可恢复状态模拟方法,并评估模拟电网状态下节点和线路的重要度。基于该重要度优化目标网架,将网架连通和无环网约束转化为罚函数并加入适应度函数,避免了对不合理网架的优化调整计算,提高了算法求解效率。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。