工业控制系统网络安全防护体系建设研究

工业控制系统是国家关键基础信息系统,其安全性已提升到国家战略层面。随着工业化与信息化的深度融合,智能制造技术将打破传统的人机物协同边界,工业控制系统将直接面对来自网络的安全威胁。结合工业控制系统遭遇的网络病毒攻击事件,对照《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》的通用要求,对工业控制系统的特性和面临的网络安全威胁进行了研究。提出了构建从通信网络、区域边界到计算环境的多层级、多层次安全防护,对网络监测运营平台和安全管理中心进行系统监控与管理的纵深防护体系。初步建成的工业控制系统网络安全防护体系经过网络安全等级保护测评与实践验证,可有效应对多种新型网络攻击、防止恶意软件的破坏、阻止恶意报文的传输,从而保护工业控制系统的安全运行。同时,工业控制系统遭遇网络病毒攻击后的应对措施及经验,对实战防御研究及防护体系的建设完善具有借鉴和指导意义。

Modeling and Algorithm Application of Weapon Assignment System

In order to improve weapon assignment(WA)accuracy in real scenario,an artificial neural network(ANN)model is built to calculate real-time weapon kill probabilities.Considering the WA characteristic,each input representing one assessment index should be normalized properly.Therefore,the modified WA model is oriented from constant value to dynamic computation.Then an improved invasive weed optimization algorithm is applied to solve the WA problem.During search process,local search is used to improve the initial population,and seed reproduction is redefined to guarantee the mutation from multipoint to single point.In addition,the idea of vaccination and immune selection in biology is added into optimization process.Finally,simulation results verify the model′s rationality and effectiveness of the proposed algorithm.

空军武器控制网络作战效能评估指标体系及模型构建

从武器铰链控制能力、武器协同控制能力和网络抗扰性3个方面构建了空军武器控制网络的作战效能评估指标体系,提出了分项指标概念、内涵与计算模型,从而为系统研制和作战运用提供参考,为其作战效能的客观评估提供理论支撑。

陆战武器网络化火控系统的模型框架与信息流程

基于陆军作战分队网络化作战体系,设计了陆战武器网络化火控系统的组成与模型、协同作战模式与系统信息流程,总结了网络化火控系统的发展应用前景,将为陆战武器网络化火控系统的技术突破、功能实现、产品设计奠定基础。

陆军武器平台网络化火控系统发展思路

网络化火控系统是应对未来"网络中心战"的新型火控系统。提出了网络化火控系统的基本概念,介绍了网络化火控系统的组成和技术特点,进行了网络化火控系统与传统武器平台火控系统的对比分析,指出了构建网络化火控系统必须突破的关键技术。

输入受限乘波体飞行器非脆弱预设性能神经控制

针对传统预设性能控制(Prescribed Performance Control,PPC)方法处理输入受限问题时极易诱发控制奇异的缺陷,为输入受限乘波体飞行器(Waverider Vehicle,WV)提出了一种基于神经逼近的新型非脆弱PPC方法,设计了补偿系统分别处理速度控制输入与高度控制输入的饱和问题。进一步,利用补偿系统的状态,构造了新型自适应调整项,并对传统PPC的约束包络进行改进。引入神经网络对WV归一化的未知项进行在线逼近,保证了控制鲁棒性。所提方法的优越性在于弥补了传统PPC方法的脆弱性缺陷,并显著降低了控制复杂度与在线学习量。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性与优越性。

超视距协同空战传感器、武器协同控制决策模型

首先给出超视距协同空战传感器、武器协同控制的定义,并描述传感器、武器协同控制决策问题。然后介绍协同网络信息相关定义及其矩阵式表述。在此基础上建立基于协同网络信息的传感器、武器协同控制决策的数学模型,最后利用多目标进化算法(MOEA),以一架预警机指挥控制4架战斗机拦截1个来袭目标情况为例对模型进行了验证说明。其结果表明了所建立模型在传感器、武器协同控制决策研究中的可行性和有效性。

机载武器控制系统仿真平台的设计与实现

对机载武器控制系统的组成和功能进行了研究,给出了仿真平台的软、硬件结构设计方案,分析了仿真软件开发过程中的网络通讯套接字技术和机载武器控制系统的算法等关键问题,推导了基于武器运用方案条件和武器运用方案性质的算法,并在Windows操作系统下以Delphi6和Microsoft SQL 2000实现了该仿真平台,给出了座舱武器控制板及显示装置、外挂物管理处理机仿真器以及航炮仿真器综合操作平台的效果图。

基于模糊神经网络的遥控武器站伺服系统PID控制器

针对遥控武器站伺服系统具有间隙、摩擦等非线性、不确定性特征,将PID控制与模糊神经网络进行有机结合。利用多层神经网络提取模糊控制规则,构建模糊神经网络控制器,根据偏差E和偏差变化EC在线调整PID控制器的三个参数。仿真试验表明,该控制器具有PID控制器精度高,以及模糊神经网络控制器响应速度快、超调小、稳定性高的特点,具有良好的动、稳态特性。

基于模糊神经网络的武器控制系统信号分析

某新型飞机武器控制系统故障诊断过程复杂,故障征兆和故障原因之间存在着许多不确定因素,精确定位故障存在许多困难。针对这种情况,提出了基于模糊神经网络,研究了模糊神经网络技术在武器控制系统故障诊断领域的应用,并根据系统本身的特点,提出了诊断和算法模型。在此基础上,研制出武器控制系统检查仪,对该方法作了验证。结果表明:该方法是可行和有效的。

自行弹炮结合防空武器间信息传递误差研究

自行弹炮结合防空武器系统火控组网可以保证自行弹炮结合武器在部分分系统失效后仍能具有一定的作战能力;但火控组网信息传递时,被传递信息的量测误差会由于各节点物理位置的不同而引起误差的重新分配,信息传递过程中引入的主从车车体姿态及位置信息的量测误差也会导致信息传递后精度的变化,这种传递误差会影响火控组网中信息传递的精度。根据火控组网的基本形式及原理建立信息传递数学模型,通过对数学模型和信息传递流程的分析建立量测误差传递模型,利用仿真结果对信息传递误差的变化规律进行分析。对信息传递流程中影响误差变化的关键部分建立状态空间模型,通过卡尔曼滤波减小误差的波动,使用滤波后的数据对信息传递流程进行仿真,仿真结果显示该方法减小了传递误差的波动幅度,使精度满足使用需求。

基于RBFSMC的舰载武器随动系统控制策略

为解决舰载武器在海上射击时精度不高的问题,提出一种基于RBF神经网络滑模控制策略。根据舰载武器随动系统的工作原理,建立舰载武器随动系统数学模型,利用滑模在非线性控制中的优越性,采用RBF神经网络对系统的摄动参数进行自适应逼近,解决滑模在切换时产生的抖振问题,得出舰载武器随动系统位置控制器的控制律。仿真结果表明:该控制策略能提高舰载武器随动系统的快速响应能力和动态精度,满足系统要求。

陆军精确化火力支援武器装备体系及发展

围绕必要性的论述,强调了开展精确化火力支援武器装备体系发展研究,构建陆军精确化火力支援武器装备体系的重要性,通过分析美、俄两国在陆军精确打击装备体系建设的发展情况,阐明了精确化火力支援武器装备体系的内涵,并给出了以实现察打一体化为目标,以基于WSN的陆军综合侦察感知信息系统为切入点,以一体化通用指挥控制系统为核心,以发展系列化精确打击火力平台为主线的发展思路及设想。

基于GA-RBF算法的FUZZY-RBF交流伺服系统控制

针对某火箭破障武器交流伺服系统的不确定性和非线性等问题,设计基于GA-RBF算法的FUZZY-RBF神经网路控制方法。将GA算法和RBF神经网络结合起来作为系统辨识器用来优化FUZZY-RBF控制器的权值、节点和中心矢量等参数,并通过半实物仿真实验进行验证。半实物仿真结果表明:该控制策略能满足某火箭破障武器精度控制指标,保证其交流伺服系统控制的精度和稳定性,具有很强的自适应性和鲁棒性。

基于RBF的舰载武器稳定平台自适应控制

舰载武器稳定平台是一个非线性时变系统,采用传统的PID控制难以达到较好的控制性能指标要求。依据舰载武器稳定平台控制稳定回路数学模型及工作环境的特点,提出了基于RBF神经网络辨识的单神经元PID模型参考自适应控制策略,设计了舰载武器稳定平台控制系统。利用RBF神经网络作为辨识器,实现对被控对象Jacobian信息精确辨识,以基于Delta学习规则的单神经元自适应PID作为控制器。仿真结果表明,采用提出的控制策略,提高了系统跟踪精度、稳定精度和响应速度,增强了鲁棒性。

基于小波神经网络的两栖武器内模控制

针对两栖武器除了受到路基环境下车体易振动的因素影响外,还会受到海洋环境下载体本身摇摆等因素的影响,导致两栖武器发射装置的发射角度出现偏差的情况,利用自构建小波神经网络的自适应和自学习的能力,提出一种基于自构建小波神经网络的内模控制方法来进行两栖武器随动系统研究。由小波基函数的激励强度和衰减程度来决定增加神经元节点或者修剪、删除神经元节点,达到优化隐含层结构的目的,然后采用LM算法来提高学习速率。通过自构建小波神经网络对内模控制系统的正、逆模型进行辨识,来改进控制技术。最后的实验仿真结果表明,该方法可以有效提高系统的抗干扰能力、发射精度以及调节的快速性。

网控方式下舰载武器的多目标测控管理

舰载武器具有全方位探测跟踪打击多批次目标的能力。为了检验其技术性能和作战性能,提出了靶场海域舰载武器试验构建系统的多目标设置、识别、测量、管理网络方案,并就系统组成原理、控制关系、信息互传、荧幕显示、标志区分等作出具体阐述说明。该方案为靶场舰载武器试验所涉及的多目标测控管理提供了一种信息化的有效途径。

基于混合网络的半实物仿真总控台系统设计

针对某制导武器半实物仿真试验中总控台系统的功能需求,提出了基于VMIC实时网和以太非实时网的系统设计思路,给出了具体的设计方案和实现途径,并将RTX实时子系统同Lab Windows/CVI开发环境相结合,开发出了实时自动测试系统。通过集成化的硬件设计和模块化的软件设计,总控台实现了导引头实时视频信号采集、参数记录与处理、实时飞行数据曲线显示、实时监控及状态指示、结果回放、故障诊断及处理等功能。该系统具有实时性、拓展性、通用性的特点,保证了半实物仿真试验的顺利开展,可为多种武器系统的研发与测试提供技术支持,有着广阔的应用前景。

武器系统一体化光纤总线关键技术

针对我军武器装备发展的需求及传统总线的不足,阐述了武器系统一体化光纤总线技术。研究了光纤总线拓扑、协议控制器和物理层控制器等关键技术,提出光纤总线在信息体制、总线带宽、实时性和电磁兼容性等方面具有明显的技术优势,可提高武器系统的信息化、智能化和一体化水平。

舰炮武器系统网络时序监测分析系统研究

针对现有条件无法对舰炮武器系统网络通信故障进行分析、定位,致使故障难以归零的问题,本文以微控制器为信息采集核心,实现了对舰炮武器系统外部标准时统信号、内部各设备时统信号与网络报文时序的同步实时、高速采集,通过计算分析内部各设备时统信号、网络报文时序的时延,为网络通信故障的定位与排除提供依据。在某型舰炮武器系统试验应用中表明,该网络时序监测分析系统不仅满足了对网络通信故障进行准确定位的要求,而且还具有成本低、结构简约和易于拓展的优点。