海量数据持续数据保护技术研究及实现

持续数据保护(continuous data protection,CDP)是一种在不影响主要业务系统运行的前提下,可以实现持续捕捉或跟踪目标系统所发生的任何改变,并且能够恢复到此前任意时间点的方法.提出了一种新的可扩展的海量数据持续数据保护技术;设计基于块级的海量数据持续数据保护技术的体系架构、关键技术.最后对系统性能进行了对比分析,并进行了总结和展望.     

基于自适应重复学习的不确定多涡卷混沌系统同步控制

基于滞环函数提出一种参数可调的多涡卷混沌系统构造方法. 针对复杂不确定性系统, 综合利用自适应神经网络和重复学习控制方法设计一种自适应重复学习同步控制器; 利用自适应重复学习控制方法对周期时变参数化不确定性进行处理; 对函数型不确定性利用神经网络逼近技术进行补偿; 设计鲁棒学习项对神经网络逼近误差和扰动上界进行估计; 通过构造类Lyapunov 复合能量函数证明了同步误差学习的收敛性. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

仿真转台并行通讯系统设计研究

高性能仿真转台多采用集散控制机制,由工业Pc机构成上、下位机的两级分布式计算机系统,为保证转台的性能,对两机之间的通讯要求较高。该论文针对仿真转台高实时性的数据传输要求,给出了16位并行通讯系统的具体实现方案,研究了设计及实现中的若干技术问题。在国际标准IEEE488总线的基础上,利用工业控制PC机的EISA槽扩展8根数据线,开发形成16位并行接口。以高性能接口芯片μPD7210为核心,设计了16位并行通讯系统。深入研究了数据传送的实现、8位接口芯片在16位计算机上的初始化、高8位数据与低8位数据的时序同步等问题,给出了通讯系统的硬件设计方案和软件流程。实验结果表明,该通讯系统性能满足实际需要。     

基于GPS授时的多通道数据同步采集系统

针对异地多通道同步数据采集需要,设计并实现了一种基于GPS授时的多路数据采集系统;利用EP4CE10F17C8+UBLOX-6T+ADS8568+CYPRESS68013A的组合实现8路数据的同步采样及上传;系统内建两个高精度时钟,通过GPS秒脉冲校准,从而获得每个采样点的准确时间;以FPGA为核心,完成AD转换控制、数据组织和缓存、USB数据传输控制;基于VS2010应用程序完成数据的接收和处理;测试结果表明,该系统各模块设计合理,运行稳定,实时性高,具有较好推广价值。     

EtherCAT时钟同步技术研究

EtherCAT是一种实时工业以太网协议;基于EtherCAT实时性强的特点,重点研究了EtherCAT分布时钟机制,并提出了在嵌入式设备上基于实时操作系统μC/OS II完成主站设计的方案;通过分析传输延时补偿、初始偏移补偿、动态漂移补偿等时钟同步过程,完成了对主站系统时钟同步技术的设计;基于环形冗余结构搭建了一主三从的EtherCAT测试系统,并通过计算机、示波器等设备采集得到从站间产生SYNC0信号的时间差值数据;最后,根据SYNC0周期为1ms的数据,分析得到系统时钟误差维持在55ns以内的同步性能,为时钟同步技术的理论研究提供了数据支持。     

事件触发下随机非确定线性多智能体的指数同步

研究随机非确定线性多智能体系统在有向拓扑连接下的指数同步问题,为减少不必要的网络带宽资源的浪费,提出一种基于事件触发控制的协议。根据组合测量对系统中的所有节点设计相应的事件触发函数,使得节点之间的控制信号更新仅在事件触发时刻进行。基于Lyapunov稳定性理论和M矩阵理论,得到了多智能体系统指数同步结论,并给出了同步的收敛速度。同时,理论排除了事件触发控制过程中的芝诺（Zeno）现象。数值仿真结果进一步验证了理论分析的有效性。     

基于联邦学习的多技术融合数据交易方法

数据保护的约束使得数据被限制在不同企业和组织之间,形成了众多“数据孤岛”,难以发挥其蕴含的重要价值。联邦学习的出现使得数据在组织之间共享成为可能,但利益分配方案不明确、通信成本高、中心化等问题使其难以满足数据交易场景的多方位需求。针对这些问题,提出一种基于联邦学习的多技术融合数据交易方法（MTFDT）。通过结合可信执行环境与沙普利值进行激励机制设计,并对交易过程中模型数据同步机制进行优化,提出一种基于树型拓扑结构的模型同步方案,使得同步时间复杂度由线性级降低至对数级。同时,设计基于区块链的利益分配数据和模型数据存储方案,使得交易过程信息不可篡改并能够通过溯源的方式进行追责。基于公开数据集进行仿真对比,实验结果表明,MTFDT能够实现模型训练效果的精确评估,提高利益分配的公平性,相比已有方案,模型同步时间消耗最多减少34%且对带宽要求更低。     

余度系统中的动态同步和表决控制

在多通道余度系统的研究和应用中,同步问题是整个余度系统正确运行的基本保证。基于多交叉通道模型和同步时间的静态分配策略,提出动态时间容错方法。针对该方法,设计基于时间容错的动态表决控制算法,实现多通道系统中的动态同步。给出动态同步表决控制逻辑,用于控制表决时间并监测表决数据。理论分析和实验结果表明,时间容错的动态表决控制算法扩展了任务处理的时间窗口,与静态同步算法相比,可有效降低通道故障率,提高对瞬时干扰的抵御能力以及余度系统的可靠性。     

基于VxWorks和FPGA的授时系统设计与实现

时间同步是海洋石油地震勘探中各系统协同工作的前提,同步精度直接影响着地震数据的精度。设计了一套基于嵌入式实时操作系统VxWorks和FPGA的授时系统,精度优于50us。该系统采用工控VME机箱作为各模块载体,基于GPS时间源和FPGA三级计时器进行精准时钟守护;软件基于VxWorks设计,详细介绍了基于SNTP协议的网络时间服务编程方法;同时基于GPIO设计了一套通讯协议实现软件模块和FPGA模块的通讯。该系统在中国海洋石油物探船上实际应用结果表明：授时精度满足海洋石油勘探的时间同步精度要求,长时间且稳定的提供时间服务满足可靠性要求。在不失实时性和精度的前提下,该系统采用了模块块化设计,良好的扩展能力,使之易于扩展出具有时间标定或时间服务的应用系统。     

一种持续数据保护系统的设计与实现

随着数据增长速度的不断加快,数据可用性变得比以往任何时候都更加重要。持续数据保护是一套数据灾难恢复方法,它可以捕获或跟踪数据的变化,并将数据恢复到任意时间点。在改进数据压缩算法和系统架构的基础上设计并实现一个基于iSCSI的持续数据保护系统。对系统进行数据测试结果显示该系统很好地解决了传统持续数据保护系统中数据占用空间大、恢复时间慢、可靠性低的缺点,能很好地将数据恢复到任何时间点,并给出简要的分析。     

基于MLP神经网络改进组合导航算法

为解决GPS信号失锁条件下,GPS/INS(inertial navigation system)组合导航系统解算精度降低甚至发散的问题,提出采用多层感知机神经网络(multilayer perceptron neural networks,MLPNN)来辅助组合导航系统.在GPS信号有效时对神经网络进行训练,在GPS...     

Expert system for an INS/DGPS integrated navigator installed in a Bell 206 helicopter

This paper presents a novel real-time application of fuzzy logic for an integrated navigation avionics suite. A knowledge-based system, which uses a fuzzy rule-base for a real-time INS/DGPS integrated navigation system on-board a Bell 206 helicopter, has been designed and developed. This knowledge base is developed in such a way as to detect aircraft maneuvering and tune the integration algorithm (Kalman filter) of the INS/DGPS system accordingly. The signal processing method developed for the integration of INS and DGPS data provides accurate navigation even during dynamic maneuvering of the aircraft, while taking advantage of low-cost modular equipment rather than costly inertial navigation systems.     

多导航传感器的多模卡尔曼滤波研究

将多模自适应估计用于导航数据融合处理方法中,通过数字仿真将单一模型的惯导系统/全球定位系统/多普勒计程仪组合导航系统与多模自适应估计的组合导航系统的性能进行了比较,多模滤波器具有较明显的稳定滤波,而且,加大了测量值动态范围,说明了多模自适应估计在组合导航系统中可增强系统对环境的适应性,提高组合导航系统的精度.     

多导航传感器的数据融合处理方法研究

在舰船导航过程中为克服单一模型的卡尔曼滤波器对真实系统状态参数发生变化时造成滤波误差过大甚至发散的现象,将多模自适应控制用于导航数据融合处理方法中,设计了组合导航系统的多模型自适应卡尔曼滤波器,通过数字仿真将单一模型的INS/GPS/Doppler组合导航系统与多模自适应控制的组合导航系统的性能进行了比较,表明了多模自适应控制在组合导航系统中可以改善系统的瞬态响应和覆盖大范围的参数不确定性,提高了组合系统的导航精度.     

UKF在INS/GPS直接法卡尔曼滤波中的应用

提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于INS/GPS组合导航系统的直接法卡尔曼滤波,避免了对非线性的系统状态方程进行线性化.以INS输出的导航参数及平台误差角等作为系统状态,惯导力学编排方程和姿态误差方程作为系统状态方程,GPS输出的导航参数作为量测,采用UKF方法对系统导航参数直接进行估计.仿真结果表明,UKF方法有效地解决了直接法卡尔曼滤波中系统状态方程的非线性问题,并使INS/GPS组合导航系统具有较高的导航定位精度.     

Magnetic compass fault detection method for GPS/INS/magnetic compass integrated navigation systems

This paper proposes a magnetic compass fault detection method for GPS/INS/Magnetic compass integrated navigation systems. The fault is assumed to be caused by the hard iron and soft iron effect and modeled as an abrupt change in the magnetic compass output. In order to detect the fault, a test statistic related with only azimuth error measurement is determined. When a fault is detected, the GPS/INS/Magnetic compass integrated navigation system is changed into a GPS/INS integrated navigation system mode. In order to show the validity of the proposed method, computer simulation and van testing are carried out. The simulation and van test results show that the proposed navigation system gives more accurate outputs than the GPS/INS/Magnetic compass without the proposed method.     

星光折射定位辅助的惯性/星光全组合导航算法

常规的惯性/星光组合导航多基于姿态信息组合,对位置、速度修正效果较差.针对上述问题,在惯性/星光姿态组合算法基础上,通过引入基于星光折射原理后获得的天文定位信息,设计了惯性/星光姿态、位置全组合导航方案,并提出了基于地心惯性坐标系下的捷联惯性/星光全组合导航算法.仿真结果表明:由于利用星光折射间接敏感地平的方法,在系统中引入了位置相关的观测信息,可确保组合导航系统获得较高的位置、速度和姿态精度.     

无人飞行器的北斗卫星组合导航算法研究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,为促进北斗卫星系统在导航方面的运用,降低我国导航方面对GPS的依靠,从而进一步降低成本,提高无人飞行器的导航精度,本文对捷联式惯性导航系统（INS）和北斗定位导航系统的组合导航算法进行了研究,通过惯性导航系统的原理和导航解算的过程,选择惯导系统和北斗系统的速度、位置差值作为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,利用无迹卡尔曼滤波得到惯导系统状态量和惯性敏感器的误差,对惯导系统进行误差补偿,从而实现无人飞行器的高精度导航控制.并使用Matlab进行仿真,得出高精度的模拟输出轨迹.     

Constant-round zero-knowledge proofs of knowledge with strict polynomial-time extractors for NP

Barak and Lindell showed that there exist constant-round zero-knowledge arguments of knowledge with strict polynomial-time extractors.This leaves the open problem of whether it is possible to obtain an analogous result regarding constant-round zero-knowledge proofs of knowledge for NP.This paper focuses on this problem and gives a positive answer by presenting a construction of constant-round zero-knowledge proofs of knowledge with strict polynomial-time extractors for NP.     

自适应P值映射的惯性/天文角度组合导航算法

惯性/天文角度组合导航在应用于高动态飞行器时,动态飞行环境变更会导致星光角度观测量发生程度不等的偏差,使得常规组合滤波方法误差显著增大.为此,本文提出了基于P值映射的观测质量自主评估及自适应滤波方法,并应用于惯性/天文角度组合导航系统.该方法根据历年可见导航星情况分解冗余观测子集,再由P值度量其含有观测量偏差的显著性水平.在此基础上,通过遍历每颗导航星所隶属子集得到其观测量质量值,最后对惯性/天文角度组合滤波增益进行自适应调节.仿真结果表明,本文方法能够实现天文高度角观测质量的自主在线评估,有效提高星光观测质量下降情况下惯性/天文角度组合导航的精度和适应性.