基于限定记忆递推最小二乘算法的智能电表运行误差远程估计

针对智能电表拆检或现场校验方式存在维护成本高、精准性差以及难以全覆盖等问题,该文对大规模量测数据进行分析,提出一种基于限定记忆递推最小二乘算法(limited memory recursive least squares algorithm,LMRLSA)求解的智能电表运行误差远程估计方法。该方法首先根据用户不同量测时段的用电量水平,筛选出相近运行状态的量测数据;然后运用LMRLSA估计智能电表误差,并通过现场分层抽样检测提升误差估计的准确性。电网公司实际算例分析的结果表明,该方法在保证足够量测数据的情况下,可有效实现智能电表运行误差参数估计结果的精准性;且通过调节记忆长度,可保证智能电表误差变化估计的实时性,有助于及时发现疑似异常计量点,为高效的用电巡检提供支撑。

被动合成孔径远程方位估计技术研究

针对水下自动航行器(AUV)物理孔径有限以及目标远程探测的需求,提出了改进的波束域被动合成孔径处理算法BDPSA。对水下航行器物理线列阵相继时刻测量的波束输出在相位补偿后进行同相叠加,不仅实现了波束输出能量峰值与期望目标方位的对应,而且合成出比AUV物理孔径大得多的有效孔径,从而突破了阵列孔径的限制,获得了比物理孔径高得多的方位分辨力和阵增益。通过对1、1/2、1/3和1/4波束宽度内双目标检测概率和分辨概率的仿真研究,结果表明:同现有的高分辩方位估计算法MUSIC和MVDR相比,BDPSA算法具有更低的目标分辨信噪比门限,不仅提高了低信噪比下的检测概率和分辨概率的性能,而且可以实现远距离目标高分辨方位估计,具有一定的应用前景。

双目视觉基于修正卡尔曼滤波器的运动估计

研究了目标物体的远程运动估计。首先,建立了一种双目视觉系统的基于卡尔曼滤波器的目标物体运动估计的运动学模型,并且证明了双目视觉系统同步的各自连续两帧图像中至少三个对应图像点能完全确定刚性物体的运动参数和空间位置;然后,通过对状态向量中的速度分量进行再估计,提出了一种修正卡尔曼滤波器对目标物体远程运动估计的算法,与直接卡尔曼滤波器的远程运动估计相比,提高了估计的精度。将该方法运用到一种实时预测的实验中,其结果证明了该算法的有效性。

一种带随机时延和丢包的分布式多传感器融合估计方法

研究了分布式采样线性系统的最优信息融合问题。其中,传感器信息通过无线网络发送到中心单元,每个传感器的测量值受随机时延甚至丢包的影响,最优传感器融合设计为一个带有缓冲测量值的时变卡尔曼滤波器。进行了算例仿真与分析,表明了融合估计器的有效性。

无线网络传输中针对线性欺骗攻击的检测策略

在无线网络传输数据的过程中,信息物理系统一旦受到线性欺骗攻击就会给社会带来巨大的损失.因此研究的是多传感器信息物理系统下的安全检测问题.针对这一问题,首先讨论了传统χ2检测器的局限性.然后提出一种基于相似度度量的检测方案,通过比较每2个传感器估计值之间的相似度以及每个传感器与整个系统估计值之间的相似度来检测系统是否受到攻击.实验采用切比雪夫距离检测法进行MATLAB仿真.基于该检测方案的结果表明系统在受到攻击前后的检测值会发生变化,从而验证了该检测方案的有效性.

基于KL散度检测器下的最优线性欺诈攻击

信息物理系统(Cyber-Physical System,CPS)进行远程状态估计时,攻击者容易通过篡改无线传输的测量数据对系统进行攻击,从而对系统性能造成损失。根据攻击者对系统知识的了解程度,分两种情况研究了传输过程中容易发生的线性欺诈攻击,同时分析了在KL散度检测器下两种情况的估计性能以及最优攻击策略,并且将最优攻击问题转化为凸优化问题。最后,给出了一维情况下的最优攻击的闭式表达式以及使用数值仿真来验证所得结论的有效性。

基于改进的卡尔曼滤波图像雅可比矩阵估计

在分析现有的图像雅可比矩阵卡尔曼在线估计方法的基础上,对状态向量中的速度分量进行再估计,提出一种修正卡尔曼滤波器对目标物体远程运动估计的算法。与直接卡尔曼滤波器的远程运动估计相比,该算法提高了估计精度。将该算法进行仿真,其结果证明了算法的有效性。

DoS攻击下多线性系统多信道传输调度问题

信息物理系统(cyber-physical systems,CPSs)的应用愈加广泛,但因其本身具备开放性,易遭受网络攻击,并且攻击者越来越智能,故有必要开展CPSs安全性的相关研究.鉴于此,考虑具有多个远程状态估计子系统的信息物理系统在DoS攻击下的交互过程.每个系统中各传感器监控各自的系统,并由调度器为各个传感器的数据包分配通道,将其本地估计发送给远程状态估计器,目标是最小化总估计误差协方差.为了更接近实际应用场景,考虑在多信道传输过程中通道信号会受到不同环境影响,因此在不同环境的信道传输数据需要消耗的能量有所不同.调度器和攻击者对于通道的选择,需要满足通道对最低能量的需求才能进行传输和攻击.对于攻击者而言,考虑其更加智能,如果对一条通道攻击后仍然有剩余能量并满足其余通道要求,则可同时选择攻击其他通道进行攻击,进而实现与调度器相反的目标.在此基础上,构造一个双人零和博弈,并采用纳什Q学习算法求解双方的最优策略,为研究信息物理系统安全状态估计提供研究思路.