外部干扰和随机DoS攻击下的网联车安全H∞队列控制

针对网联车队列系统易受到干扰和拒绝服务(Denial of service, DoS)攻击问题,提出一种外部干扰和随机DoS攻击作用下的网联车安全H∞队列控制方法.首先,采用马尔科夫随机过程,将网联车随机DoS攻击特性建模为一个随机通信拓扑切换模型,据此设计网联车安全队列控制协议.然后,采用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)技术计算安全队列控制器参数,并应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,建立在外部扰动和随机DoS攻击下队列系统稳定性充分条件.在此基础上,分析得到该队列闭环系统的弦稳定性充分条件.最后,通过7辆车组成的队列系统对比仿真实验,验证该方法的优越性.

计及DoS攻击和通信时滞的电力系统负荷频率控制

针对电力系统通信网络中存在的时滞和DoS攻击现象,本文提出了基于采样特性的电力系统离散负荷频率控制方案。首先,计及电力系统负荷波动的情况,在多区域电力系统负荷频率控制系统(LFC)模型的基础上,将通信网络中DoS攻击的危害量化为采样信号连续丢失数,并分别考虑通信网络中通信时滞和输出信号采样特性,建立包含输出状态反馈控制器的电力系统LFC模型。其次,基于此模型,利用含有控制命令更新周期、DoS攻击导致的最大采样信号连续丢失数、通信时滞、H_(∞)稳定指标的双边闭环Lyapunov泛函、LMI技术,提出LFC系统满足一定H_(∞)指标的稳定准则,并给出离散状态输出反馈LFC控制器的设计及求解方法。最后,本文以单区域和双区域LFC系统为例进行了仿真验证。结果表明:与已有文献方法相比,本文方法在保持系统H_(∞)渐近稳定前提下,能够容忍更大的通信时滞,且结果的保守性更低;同时可以看出本文所设计的控制器在保证H_(∞)稳定性能的基础上,对一定能量限制的DoS攻击具有弹性的防御性能。因此本文方案的有效性和优越性得到了验证。

工业信息物理系统间隙DoS攻击的自适应事件触发稳定控制

针对具有间隙拒绝服务(DoS)攻击的工业信息物理系统(ICPS),研究一种基于观测器的自适应事件触发稳定控制方案。首先构造一个观测器估计系统状态,并采用一种新的自适应事件触发通信方案以节约网络资源;然后通过受频率和持续时间限制的间隙DoS攻击对ICPS的影响建立攻击模型,将受到DoS攻击的ICPS划分为DoS攻击活跃期系统和DoS攻击休眠期系统,并用一些过去成功触发状态重构当前受到攻击的状态,得到基于动态估计器的攻击补偿机制,保证系统在DoS攻击活跃期间的渐进稳定;最后运用分段Lyapunov泛函方法、Jensen’s不等式和Schur补引理,得到系统的稳定条件,并提出自适应事件触发参数、观测器增益和控制器增益的协同设计方案。用间歇反应器系统模拟间隙DoS攻击下基于自适应事件触发的ICPS系统稳定性能。仿真结果表明,自适应事件触发策略和基于动态估计器的补偿机制不仅能够提升系统的稳定性,还能有效降低数据传输的次数,系统在静态事件触发策略下的触发次数大约是在自适应事件触发策略下的4.5倍。

双通道受周期性DoS攻击下的NCSs事件触发控制

本文针对双通道(传感器-控制器通道、控制器-执行器通道)受到已知周期性拒绝服务(DoS)攻击的网络控制系统,设计了一种基于观测器的具有弹性事件触发策略的控制器。使用切换系统的方法,将受到周期性DoS攻击的网络控制系统分为DoS攻击休眠子系统和DoS攻击活跃子系统,在周期性DoS攻击活跃期,采用保持输入补偿策略以避免DoS攻击对传输数据的影响。通过引入两个辅助函数得到闭环增广系统,基于系统全局指数稳定的充分条件,通过给定的周期性DoS攻击参数,设计系统的状态观测器和事件触发控制器。仿真结果表明,所设计的控制器在保证系统稳定的同时,还能减少不必要的数据传输。

DoS攻击下多智能体系统无模型自适应迭代学习跟踪控制

针对周期性拒绝服务(DoS)攻击下多智能体系统有限时间趋同跟踪控制问题,本文提出了一种无模型自适应迭代学习控制(MFAILC)算法.假设多智能体系统具有固定拓扑结构,并且仅有部分智能体可获取到期望轨迹信息.在多智能体系统数据传输过程中,需要经由对数量化器进行量化处理.首先,使用伪偏导数将智能体系统动态线性化,处理过程中考虑符合伯努利分布的周期性DoS攻击现象,在此基础上设计了MFAILC控制算法,其次,采用压缩映射方法给出了一个在期望意义下保证跟踪误差收敛的充分条件,并在理论上证明了所提算法的收敛性.所提算法只需利用系统的输入输出数据就可完成趋同跟踪任务.最后,仿真结果验证了所提算法的有效性.

DoS攻击下基于观测器的多智能体系统一致性控制

研究了在拒绝服务(denial-of-service,DoS)攻击下部分状态可测的线性多智能体系统的一致性问题。首先,提出一种新的事件触发控制策略,通过引入一类基于输出信息对智能体状态进行估计的观测器,有效减少了控制器更新的频率;然后,在存在攻击的情况下,建立数学模型,获得了关于攻击允许的攻击频率和持续时间的充分条件,在此条件下系统可以保持一致;接着,利用Lyapunov稳定性理论对所提出的控制策略进行了严格的验证,并且在闭环系统中排除了芝诺(Zeno)行为;最后,给出一个仿真算例验证了所提方法的有效性。仿真结果表明:在存在Dos攻击的情况下,系统仍能渐进地实现一致性。

营商环境法治化三维论

市场秩序稳定公平、规则透明公开、法治公正、投资可预期的营商环境,是投资主体实现投资自由便利制度的核心价值所现。推进政府职能新定位,强化“放管服”,放宽市场主体准入等,是优化营商环境的基本环节。自由度是主体最活跃的动力源和策源地,政府确保“中立地位”,促进主体公平竞争和实施反垄断,维护所有市场主体都享有平等、自由、公平竞争机制。便利度是彰显政府向市场主体提供快速实现自由度的便捷化、快捷化和效率化的社会效应程度,核心在于强化市场主体获得从商活动权利能力的快捷、简便、高效行为状态等。创新度是市场主体实现自由度与便利度融合发展处于动态的追求状态,显现了优化营商环境持续创新的法治动力。政府干预与市场调节有机协同调控,做大主体自由度,提升主体更多便利度,促进营商环境的持续创新优化。自由、便利与创新,已成为优化营商环境的路径选择,创新成为优化营商环境的否定之否定规律。自由度、便利度与创新度的辩证关系价值,成为引导探寻优化营商环境的立足点、突破点和发力点。

周期DoS攻击下变周期切换正系统的安全控制

周期拒绝服务(DoS)攻击阻止了切换正系统的测量通道与控制通道通过网络进行信息交换.此外,系统切换行为、DoS攻击引起的混杂行为以及正性约束增加了安全控制研究的困难.针对遭受周期DoS攻击的网络化切换正系统,提出一种基于切换行为的建模方法并研究其安全控制问题.在变周期切换条件下,通过限定切换周期与DoS攻击周期的关系,构造多线性余正Lyapunov函数,并得到闭环系统为正系统以及渐近稳定条件,进而基于正系统理论设计安全状态反馈控制器.在此基础上,讨论周期DoS攻击下系统进行恒定周期切换的情形.最后,通过仿真示例验证结果的有效性.

A^2/O工艺DO的空间分布及控制品质评价指标研究

在运行A2/O工艺的污水厂中实地研究了溶解氧的空间分布规律,探讨性地提出了溶解氧的空间分布原则以及两种评价溶解氧控制品质的指标,并对溶解氧的设定进行了优化;同时,提出并验证了两种有效的溶解氧控制品质评价指标,据此改进了溶解氧控制策略,提高了溶解氧控制效果。

SBR中DO的变化及其作为污水处理控制参数的研究

序批式活性污泥法 (SBR)处理污水是一个好氧过程 ,需氧量与有机物的降解有关。反应器内溶解氧 (DO)的变化取决于进水的浓度、曝气量、污泥浓度等因素。试验研究表明 ,进水浓度高 ,需氧量大 ,反应时间长 ;供气量大 ,有机物降解快 ,反应时间短 ;污泥浓度 (MLSS)高 ,有机物降解快 ,反应时间短。而以上污水处理过程的特征都可以由反应器中DO的变化来反映 。

以DO作为SBR法处理工业废水反应时间的控制参数

根据有机物降解过程中COD与DO的相关关系 ,进行了以DO作为SBR法处理两种工业废水反应时间控制参数的研究。结果表明 ,两种工业废水的DO具有相同的变化规律。当有机物达到难降解程度时 ,DO迅速大幅度升高 ,可以此作为停止曝气的控制信号 ,实现在线控制SBR反应时间的目的。所以提出以DO作为SBR反应时间的控制参数 。

以DO、ORP、pH控制SBR法的脱氮过程

为实现SBR法脱氮在线模糊控制 ,以啤酒废水为研究对象 ,通过不同进水混合液氨氮浓度的试验 ,详细地研究了SBR法在去除有机物和硝化、反硝化过程中DO、ORP、pH的变化规律。试验表明 ,DO、ORP、pH的特征点和平台的重现性很好 ,可以作为SBR法去除有机物 ,硝化 ,反硝化的过程控制参数。

温度变化对DO和ORP作为过程控制参数的影响

目前对DO和ORP作为控制参数的研究仅局限在恒定温度下 ,而实际工程中 ,由于各种原因很难维持反应器内温度在一个水平上 ,因此 ,开展了变温度下DO和ORP作为过程控制参数的可行性研究 .采用SBR法研究了不同曝气量、初始MLSS浓度和进水COD浓度等条件下温度对反应过程中DO和ORP变化的影响 .结果表明 ,环境温度的波动极大地影响了反应器内DO的变化趋势 ,而ORP的变化趋势基本不受影响 .并从理论上探讨了DO受温度影响的原因 ,提出当环境温度变化时 ,采用ORP作为控制参数更能反映有机物的降解情况 .试验中还发现 ,ORP凹点出现的时间与进水COD浓度有关 ,ORP的上升速率与COD降解程度有关 .通过对ORP导数图进行分析 ,发现ORP二阶导数近似为 0时 ,COD已不再降解 .联合ORP凹点和二阶导数近似为 0两个条件 ,可以实现SBR法处理豆制品废水的在线控制 ,合理安排曝气量和曝气时间 。

DO/NH_4^+-N调控实现MBBR工艺生活污水短程硝化

选取溶解氧(DO)浓度和出水氨氮(NH_4^+-N)浓度作为控制因素,探究不同温度和有机碳源投加量(COD/NH_4^+-N)下,实现生物膜工艺短程硝化的可行性和对DO/NH_4^+-N值(R值)的需求.15,20,25℃时,实现短程硝化的R值分别约为0.08,0.17,0.25,说明比值控制可实现短程硝化,且R值的降低可弥补温度降低的不利影响;DO为3.5mg/L,NH_4^+-N浓度为14mg/L时,短程硝化实现,而DO和NH_4^+-N浓度分别为1.8,3mg/L,短程硝化破坏,说明实现生物膜反应器短程硝化,由DO/NH_4^+-N决定,而不仅仅是DO;有机碳源含量分别为0,60mg/L时,实现短程硝化的R值由0.25升至0.38,但R=0.6短程硝化破坏,说明投加有机碳源增多,R调控范围变大,便于实现短程硝化,但R增长幅度有限.

应用DO、pH和ORP在线控制A/O硝化过程

开展了应用DO、pH和ORP传感器在线控制A/O工艺硝化过程的试验研究,结果表明,好氧区第1格室的DO浓度可以指示进水氨氮浓度高低;好氧区首、末端pH差值与进水氨氮浓度具有较好的相关性;好氧区pH曲线可以指示系统硝化进行的程度及曝气量和碱度是否充足;好氧区末端ORP值与出水氨氮、硝酸氮浓度具有很好的相关性;好氧区最后格室的DO浓度和ORP值呈对数相关性。基于上述在线信息建立的A/O工艺硝化过程控制策略,不但能提高出水水质,而且降低了运行能耗。

DO和ORP与SBR法硝化反硝化的相关关系

为实现SBR法脱氮在线模糊控制,以啤酒废水为研究对象,通过不同进水氨氮浓度、不同进水有机物浓度的试验详细地研究了SBR法去除有机物、硝化和反硝化过程中DO和ORP的变化规律。结果表明在有机物去除过程中DO和ORP都有平台出现;有机物去除结束时DO和ORP都突然跃升。在硝化反应结束时,DO出现第二次跳跃,并在接近饱和值处第二次维持恒定,ORP则出现第二个平台。反硝化过程中,ORP不断减速下降,在反硝化结束时突然下降速度增加出现拐点,指示反硝化已经结束。不同进水氨氮浓度和进水有机物浓度的试验进一步验证了DO和ORP的特征点、平台的重现性,可以作为SBR法去除有机物、硝化和反硝化的模糊控制参数。

活性污泥法的多变量最优控制Ⅰ.基础理论与DO浓度对运行费用的影响

在现有的关于活性污泥法最优控制研究的基础上，首次提出了以两个最重要的控制参数污泥排放量和溶解氧浓度（ＤＯ）为控制变量、以出水水质为约束条件、以运行费用为性能指标的活性污泥法多变量最优控制的研究问题，并着重进行了基础研究．首先建立了最优控制所必要的基本状态方程与性能指标的泛函表达式．然后通过计算研究了在满足同一出水质量前提下控制不同的ＤＯ浓度时所需要的运行费用．结果表明，ＤＯ为０９ｍｇ／Ｌ时所需运行费用最少，这与主张应当维持ＤＯ浓度大于２ｍｇ／Ｌ的传统观点相比相差甚远；衰减速率常数Ｋｄ不受ＤＯ影响的假设也不合理．

一种针对基于OpenFlow的SDN网络中控制层面的DoS攻击研究

针对OpenFlow协议报文交换机制里所有非数据报文均需要通过PACKET_IN报文上传控制器的弱点,提出一种不停查询未知转发地址从而造成SDN网络控制层面资源耗尽的新型DoS攻击方式,同时基于SDN网络可编程性提出检测攻击与降低网络时延的解决策略。首先通过SDN控制器北向应用接口,使用Defense4ALL应用中自定义功能,针对DoS攻击特性检测网络中恶意流量。然后利用控制器动态配置特性,实时更新交换机配置文件,改变网络转发策略,从而减轻攻击对整个网络造成的影响。实验仿真表明,在大规模高速攻击中,该方法的检测成功率接近100%,在攻击源较少的慢速攻击中检测成功率低于80%,整体网络延迟降低10ms以上。所提出的解决策略可以有效减少针对控制平面的DoS攻击对整个网络的干扰。

A/O工艺曝气量控制及pH和DO的变化规律

对A/O工艺研究了不同运行条件下曝气量对硝化过程的影响,以及好氧区pH和DO浓度的变化规律。发现随着曝气量的增加,平均硝化反应速率提高,平均DO浓度增加,但增加幅度降低。需通过控制曝气量大小,间接的控制硝化反应速率,使出水达标排放。可以应用平均溶解氧浓度和pH曲线上是否出现拐点,来判断反应系统的曝气是否过量、适量或不足。

污水处理中基于仿人智能的DO参数控制策略

污水处理是一个复杂的生化反应过程,难以数学建模.针对其曝气控制过程中参数的不确定性,采用传统PID控制策略难以实现优化控制的问题,文章以DO参数控制为例,提出了基于仿人智能的控制策略对其实施控制.仿人智能控制策略很好地解决了DO参数值波动的控制问题,有效地保证了出水水质和曝气风量的合理控制.文中给出了控制策略、系统结构和控制规则.仿真结果表明了该控制策略的可行性和有效性,系统动、静态品质好.