时间异步无线传感器网络的目标跟踪动态成簇算法

为了解决时间异步无线传感器网络在目标跟踪时的节点协作管理和跟踪时间配准问题,提出了一种适用于时间异步条件下目标跟踪的动态成簇算法。该方法通过分析目标的无线信号强度和各节点至目标的距离来动态组建跟踪簇,然后依据目标及簇头的通信距离对簇头射频信号的覆盖区域进行功能划分,实现节点对目标的协作跟踪,同时以簇为跟踪时间的计算单元,通过簇内计时和簇间贯序传递的方法实现跟踪时间的配准。仿真实验表明,该算法进行目标跟踪时能有效均衡网络能耗,且具有较好的跟踪精度和系统鲁棒性。

时间异步无线传感器网络的分布式目标跟踪

为了降低无线传感器网络在目标跟踪过程中的网络能耗,提出了一种时间异步条件下的分布式目标跟踪方法。首先,依据节点到目标的距离进行动态成簇,以跟踪簇为时间的计算单元,由簇头完成簇内跟踪时间计算及簇间贯序传递,然后引入并行粒子滤波(PPF)算法将粒子集分为多个子集,在子节点处并行采样、计算权重和重采样,最后,簇头节点收集各子节点上传的结果并完成目标的局部状态估计。仿真结果表明,PPF算法具有较好的跟踪精度,且相比于集中式粒子滤波(CPF)算法,可降低约38%的通信量。

时间异步全双工数字域分段卷积自干扰抑制技术

同时同频全双工(CCFD)多载波信号时间异步场景下,有用信号(SoI)与自干扰信号(SI)多径最大时差超出循环前缀长度(CP),有用信号与自干扰信号子载波不正交,造成频域自干扰抑制性能严重下降。针对上述问题,该文提出一种时间异步数字域分段卷积的自干扰抑制方法,建立了自干扰分段、频域重建、叠加抵消的自干扰抑制过程,提升了时间异步场景下自干扰抑制性能。理论和仿真结果表明,在异步场景下,采用分段卷积的自干扰抑制方法可以直接在频域重建自干扰,达到与同步场景相当的干扰抑制性能。

求解Navier-Stokes/Darcy方程的时间异步稳定化特征线方法

为了提高对非稳态的Navier-Stokes/Darcy方程求解的效率与精度,提出一种新的时间异步稳定化特征线有限元法;将耦合的问题解耦为非稳态的Navier-Stokes方程和Darcy方程2个子问题,然后对每一个子问题进行求解,即在较小的时间步长上,使用稳定化特征线有限元法求解非稳态的Navier-Stokes方程,在较大的时间步长上,通过Lagrangian元求解Darcy方程。结果表明,新的数值方法具有良好的稳定性,当精确解是光滑的且初始解的近似足够精确时,误差估计最优。

一种基于Quorum系统的异步传感网局部时间分配算法

为了在无线传感器网络中增强节点通信时间分配的公平性,设计了一种局部的按需异步时间分配算法(SATA).SATA算法的设计基于Quorum系统(Quorum system,QS).首先构造出一个QS,然后节点根据自身的通信量在QS中选择合适数量的活动时隙,并通知其邻居节点,这样可以消除信道竞争,保证每对相邻节点能够拥有适当的公共活动时隙来完成通信的需求.由于所构造的QS满足旋转封闭性,所以即使在节点时钟不准确并且不使用时间同步协议的情况下,SATA也能够保证网络的连通性.理论分析和实验验证表明,SATA能够提高信道利用率、节省能耗以及提高网络吞吐量.

异步多进程时间自动机的可覆盖性问题

已有的实时系统模型无法动态创建新进程.为此,基于时间自动机模型,提出了异步多进程时间自动机模型,将每个进程抽象为进程时间自动机,其部分状态能够触发新进程.考虑到队列会导致模型图灵完备,进程都被缓存在集合中,但仍可建模许多实时系统.通过将其编码到可读边时间Petri网,证明了该模型的可覆盖性问题可判定.

基于异步时间段的连续时间原油混输调度模型

原油混输调度是炼油厂调度的源头,对生产起重要作用。针对由油轮、泊位、码头罐、管线、厂区罐和蒸馏装置组成的原油混输系统,考虑码头罐单储、蒸馏装置进料质量要求等实际操作因素,建立基于异步时间段表征的原油混输调度模型。以国内某典型沿海炼油厂为例,对模型求解方案的可行性和求解效率进行验证。结果表明,虽然模型规模较大,但模型能在较短求解时间内获得全局最优解,相应调度方案中码头罐和厂区罐收付油操作合理,充分缩短了滞船期和卸油时间,可保证蒸馏装置平稳运行,实现卡边操作。所建原油混输模型具有较好的工业应用价值。

基于同步和异步时间管理的混合时间管理算法

基于HLA的并行分布式仿真是目前仿真的一种趋势。HLA的接口规范中定义了六类服务,其中时间管理服务是保证联邦成员之间正确交互的基础。时间管理服务保证了在仿真过程中所发生的事件在逻辑上的正确性,以及所发送的消息在逻辑上的有序性。实现该管理机制有两种方法:保守时间推进算法和乐观时间推进算法。而保守时间推进又可以通过异步时间管理算法或同步时间管理算法来实现,异步和同步算法各有优缺点,这使得它们的运用具有一定的局限性。文中全面分析了异步和同步时间管理算法的优缺点,在此基础上提出了一种将两者结合,进行优缺点互补的混合时间管理算法,以此来提高保守时间推进算法的效率,使其能更好地运用于RTI中。并通过实验验证了该混合算法的有效性。

基于异步时间戳的数据记录与回放系统

本文针对某大型电子信息系统数据记录与回放子系统在数据回放过程中回放数据与真实数据存在时间拟合度较低问题,提出了基于异步时间戳的数据记录与回放系统的架构、系统设计原则及数据回放模型,设计并开发了基于异步时间戳的数据记录与回放系统,有效的解决了回放数据与真实数据之间时间拟合度较低的问题。

基于时间滑窗的混合Hausdorff距离航迹关联算法

在多传感器目标跟踪中,航迹关联是全局态势统一的关键。Hausdorff距离已经应用于电力故障排除、点云数据、医学测量、图像分割、车辆轨迹识别等各个方向。针对航迹关联问题,改进了传统的Hausdorff距离,提出基于时间滑窗的混合Hausdorff距离航迹关联算法,定义了基于位置、速度、方位角的混合Hausdorff距离,并在此基础上加入了时间滑窗。仿真结果表明论文算法在目标机动、野值较多、时间异步、雷达采样频率不一致等情况下能够保持较高的正确关联率,优于传统的航迹关联算法。

考虑计算延迟的Boost变换器异步切换控制方法

为应对Boost变换器电路中控制律的计算延迟及高频切换,提出一种基于时间切换的有限时间异步控制方法实现变换器的稳定控制.首先利用切换系统方法建立Boost变换器在开关动作和电路拓扑切换间发生延迟的异步控制模型;然后结合平均驻留时间方法与多Lyapunov函数,利用占空比实现变换器的混杂切换控制;最后基于有限时间控制原理,得到控制律的计算时间、切换信号驻留时间与系统稳定运行时间之间的定量关系.结果表明,在0.9 ms运行时间内,当电路系统的切换信号与实际控制律切换信号间存在0.05 ms的延迟时,异步切换控制总切换次数为5,少于同步切换控制总切换次数11,未出现高频振动现象.异步切换控制方法能够有效抑制电路输出响应在平衡点附近的高频振动,控制性能更优.

变电站自动化系统时间同步协同攻击的检测与防护方法

为了使攻击的后果最大化,受国家支持的攻击者可以使用时间同步的协同机制发起高度隐蔽的网络攻击,而无须进行通信。这可能会使多个变电站内的所有断路器同时跳闸,从而引发大停电。提出了一种基于时间加速的方法来检测时间同步的协同攻击。在变电站自动化系统年度检修期间,通过逐步加速系统时间来触发时间逻辑,以识别是否存在潜在的恶意软件。此外,还提出了一种基于变电站自动化系统的异步化时间同步管理方法。将根据结构脆弱性指数识别的几个关键变电站的时间保持异步。因此,这些关键变电站将不会与其他变电站一起遭受时间同步的协同攻击,并且可以大大降低相关后果。基于IEEE 39节点系统的数值模拟表明,通过使2个关键变电站保持时间异步,可以显著减少2到3个变电站的协同攻击的负荷损失,并且电网可以具备应对时间同步协同攻击的韧性。

基于对等式的系统误差修正航迹关联算法

将对等式结构应用于多传感器目标数据关联,提出了对等结构下系统误差修正航迹关联算法。针对雷达受外界影响造成系统误差的问题,实现时间精同步后,利用对等结构可通信协作的优势在高低精度节点间建立误差修正模型,补偿低精度节点参数误差,并利用灰关联法完成航迹关联。仿真表明:该算法能够对低精度节点的极径、方位角、俯仰角数据进行有效的误差修正,在目标密集、杂波干扰环境中以较高正确率稳定关联。

异步时滞切换正系统的有限时间镇定

研究异步切换下时滞切换正系统的有限时间控制问题,即针对控制器切换滞后于子系统切换形成的异步现象,基于平均驻留时间切换方法对切换正系统开展有限时间镇定研究.首先,将每个正子系统运行的区间划分为子系统与控制器匹配和失配区间,并构造多余正Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,基于有限时间稳定理论,实现平均驻留时间切换律及异步时滞切换正系统有限时间镇定控制器的联合设计,并给出连续时间和离散时间两种情形下系统有限时间镇定的充分条件;最后,通过两个仿真例子验证所提出方法的有效性.

面向单目标跟踪的二进制无线传感器网络自组织方法

针对二进制无线传感器网络单目标跟踪,为了有效获取信息,并降低网络能耗,提出二进制传感器网络自组织算法:异步动态成簇算法(asynchronous dynamic cluster,ADC).该算法在时间异步条件下,用动态簇的方式来组织节点对目标进行跟踪.深入研究了目标发现及节点激活,异步动态跟踪簇的构建、调整和异步时间配准的问题.仿真分析证明,本算法具有一定的稳定性和收敛性,能在保证跟踪精度的同时降低网络能耗.