一种新的基于扩展星型结构的系统级故障诊断算法

网络系统级故障诊断是一种重要的针对网络节点进行故障诊断的方法.通过对网络系统级故障诊断的PMC模型和MM模型的t可诊断性进行分析,在确定的网络拓扑结构中构造扩展星型结构,利用图论的方法对给定的PMC模型和MM模型下的症状进行分析和论证,判断扩展星型结构根节点的状态.最后基于扩展星型结构判断网络节点状态的证明结果,提出一种新的针对已确定系统诊断度、并能构造出扩展星型结构的多处理器网络系统的系统级诊断算法——扩展星型结构算法.通过理论证明和实验结果表明:这种算法能够简单、快速并且正确地识别出处理器网络系统的故障节点,其时间复杂度为O(N),N表示处理器网络系统的节点个数.     

无线传感器网络在智能家电控制网络系统中的应用

基于无线传感器网络设计智能家电控制网络系统．系统采用混合星形无线传感器网络结构，网络节点以ATmega128L为主控制器，以CC2420为无线收发器．详细阐述了节点设计和智能家电控制网络系统的工作原理实际运行结果表明．系统达到设计要求，能满足智能家居监控要求．     

有向网络能控性指数的上下界研究

研究网络可控性的重要前提是证明系统是可控的.网络的可控性是指通过施加适当的外部输入或者调节输入来控制整个网络,从而获得预期的状态.传统计算有向网络控制输入节点的方法是通过求解网络对应的二分图的最大匹配,由于这种方法对于网络节点的匹配方式没有施加限制,导致节点控制链路过长,造成网络控制信息传递存在延迟,影响网络的可控性性能.通过Kalman判据、PBH判据等可证明一定时间内系统是否可控,但是随着网络规模的增大,网络中节点之间的关系也变得更加复杂,单纯使用这类方法使得运算的复杂度变高.本文首先结合Kalman秩判据提出能控性指数K的下界算法(KMLA).通过确定网络达到可控状态时的能控性指数的下界,可以快速确定控制输入的控制节点集群.然后提出基于入度的能控性指数K的最小上界算法(KMUA).发现本文提出的KMUA算法能够使K值的上界更加接近网络达到步可控时的K值.结合具体的网络模型和实际的网络对能控性指数的上下界进行验证,结果表明本文提出的算法,结合能控性指数上下界,可优化节点的控制链长度.     

控制系统的无静差最优扰动抑制

研究具有外部持续扰动的线性控制系统最优无静差扰动抑制问题。通过构造无静差内模扰动补偿器,将带持续扰动的系统转化为无扰动的增广系统。从而将最优无静差扰动抑制问题转化为无扰动增广系统的最优控制问题。利用系统能控和能观测的秩判据证明了增广系统的能控性和能观测性。通过该方法求得的控制律既实现了扰动的完全抑制又达到了最优控制目的,且具有较好的鲁棒性。     

磁浮列车悬浮系统的二次型最优控制

针对多变量、非线性的单磁铁悬浮系统,建立其线性化数学模型,讨论了系统的能控性、能观性和稳定性问题。采用线性二次型最优控制策略LQR方法对磁浮列车悬浮系统进行控制系统设计。MATLAB仿真研究了二次最优控制中加权矩阵Q和R的问题。通过改变Q和R的数值,得到不同的仿真图形,并根据仿真图形进行控制性能比较。仿真结果表明磁浮间隙在二次最优控制下能回到额定值,获得了良好的控制性能。     

WSN中针对节点捕获攻击的检测与控制

针对无线传感器网络(WSN)中存在的节点捕获攻击,提出了一种节点捕获检测方法．该方法利用序贯概率比检验检测出网络中的捕获节点,并结合控制理论对网络进行控制,利用离散系统二次型性能指标的最优控制,获得网络控制下的最优控制序列,以实施对网络的最优控制．仿真结果表明,本方法能够检测出网络中捕获节点,并通过不断对网络实施控制,使网络状态渐近稳定．     

基于小世界与能效的容迟网络路由算法

容迟网络(DTN)具有小世界特性,一条消息至多需要五至六跳中间节点就可从源节点到达目的节点。为此,算法(TBSF)结合小世界特性通过限制中间节点数目来提高消息的交付率,但该方法没有考虑节点的能耗以及社会权威的问题。该文从节点能效与社会权威出发提出一种改进的算法。该算法设计了能量控制机制,并在扩展度中心性的基础上讨论节点的社会权威,在消息的转发过程中突出权威节点的作用。仿真结果表明,该算法在保持较高消息交付率的同时能够降低网络的能耗。     

基于LonWorks控制网络的多功能节点设计

针对目前LonWorks控制网络系统中节点设计仍未形成统一、规范的体系问题,为提高LonWorks网络节点的控制能力,在LonWorks控制网络中采用了多处理器结构来设计功能节点.设计中,以VHDL语言来实现FPGA/CPLD与MCS-51单片机的节点内总线接口的逻辑设计,使得节点中不同功能模块之间的连接以及节点硬件结构的改变更加灵活、简单.     

识别流网络关键节点的虚拟外界投入产出分析法

网络关键节点识别是复杂网络研究的核心问题之一。经济学中的投入产出分析法可以用于评估带有外界流入流出量的开放流网络的节点中心性,但该方法不能直接应用于缺乏外界流入流出量的封闭流网络系统的关键节点识别。该文通过引入虚拟的外界节点将封闭流网络系统转化为开放的流网络系统,再在转换后的网络上进行标准的投入产出分析即可对网络关键节点进行识别。以中国铁路网络和世界粮农贸易网络关键节点识别问题为例,演示了虚拟外界投入产出分析法的应用过程与结果。该文方法为评估一般的封闭流网络系统中的节点中心性提供了一种可选手段。     

二维Kleinberg网络上疾病传播的最优局部控制策略

研究二维Kleinberg网络上的疾病传播及最优控制问题。基于Manhattan距离提出了一种局部的控制策略抑制疾病在Kleinberg网络上的传播,并进一步研究该策略对系统总的代价(定义为最终感染比例和治愈人数比例之和)的影响。通过研究发现,当Kleinberg网络中长程边数量和疾病传播率在一定范围内时,会存在一个最优控制半径,使系统代价最小。当控制半径小于最优控制半径,局部控制策略不能有效地抑制疾病的传播,导致很多节点被感染;当控制半径大于最优控制半径,虽然疾病的传播范围被有效地控制,但是会花费更多的代价用于控制疾病传播。并且最优控制半径会随着疾病的传播率以及刻画网络的参数改变而发生变化。     

基于邻居节点分组的认知无线电Ad Hoc网络公共控制信道分配算法

针对目前认知无线电Ad Hoc网络中公共控制信道分配在网络拓扑变化下性能差以及对主要用户活动鲁棒性差等问题,提出了一种基于邻居节点分组的公共控制信道分配算法。该方法根据认知无线电Ad Hoc网络频谱异构性对认知节点及其1跳邻居节点进行分组操作,然后利用最大边二分团建立起分组认知节点与可用信道集的映射关系,最后将控制信息时延和控制信道吞吐量联合起来构成可用控制信道效用函数,进而选择具有最大效用函数值的可用控制信道作为邻居节点组的最优控制信道。仿真结果表明:该算法性能优越,在认知节点密度和主用户数量增加时,能优化公共控制信道选择并有效降低业务传输时延,较好地适应了认知网络信道可用性空-时变换特性。     

基于智能压电摩擦阻尼器的Benchmark模型风振响应半主动控制

在改进的Pall摩擦耗能器的基础上设计了一种智能压电摩擦阻尼器,并分析了其阻尼力模型。利用设计出的智能摩擦阻尼器,采用基于经典线性最优控制理论的半主动控制策略对Benchm ark模型的风振响应控制进行了研究。结果表明：智能压电摩擦阻尼器对标准风振控制模型的半主动控制效果较为明显,相对于无控结构来说能有效降低结构的风振响应。此外,本文对基于限界Hrovat最优控制算法的半主动控制系统的参数优化进行了分析,说明了该半主动控制系统对Benchm ark模型阻尼的不确定性具有很好的鲁棒性,而对刚度的不确定性则表现出一定的敏感性。     

电动轮车 CAN 网络设计及性能分析

为实现电动轮车电子差速控制时整车的通信,设计了电动轮车CAN网络。结合电动轮车的高性能通信要求,设计了整车CAN网络结构及通信协议,并利用总线开发工具CANscope研究了其网络通信性能,进行了网络系统调度分析和网络负载率分析。4轮独立驱动电动轮车实车在电子差速控制试验时,采用该整车CAN网络进行多传感器与多控制器之间通信,可实现4轮的转向差速控制,验证了该整车CAN网络系统的实时性、可靠性和有效性。     

复杂网络中最小驱动边的选取研究

针对复杂网络中边动态的能控性问题,本文主要对有向复杂网络下维持系统边能控的最小驱动边的选取问题进行研究。建立了复杂网络中边动态的系统模型,从结构能控性和精确能控性两个方面研究边动态能控性,提出了边控制力的概念。同时,对有向复杂网络中最小驱动边的选取提出了新的算法,并通过实例,对所提出的理论结果进行验证。验证结果表明,与以往驱动边的选取方法相比,新算法建立在Kalman秩判据基础之上,通过引入边控制力的概念,可有效避免干扰,从而更加精准高效地寻找维持网络边动态能控所需的最小驱动边,且该算法适用于任意结构的有向复杂网络。该研究为解决具有任意结构复杂网络的边能控性问题和最小驱动边的选取问题提供了理论基础。     

集合扩充的社团分解算法

社团结构是复杂网络的重要特征之一,寻找网络中的社团对于分析整个网络的结构和功能都有非常重要的意义.综述了一些经典的复杂网络社团结构划分的算法,提出了一种基于集合扩充的社团结构划分的新算法.该算法以网络中相邻的两个节点构成的集合为起点,用社团同外部联系的边的数目与社团内部边的数目的比值作为度量指标,通过计算将某一个邻居节点加入该集合后度量指标值的变化情况来判断某个邻居节点是否加入该集合,若度量指标值变小则将该邻居节点加入该集合,若度量指标值变大则不将该邻居节点加入该集合,直到不再有新的邻居节点加入时,一个社团就被划分出来.在剩下的网络中重复这个过程直到网络中的节点完全被划分.用社团结构分解中的两个经典例子测试了该算法,从测试结果来看,用该方法能够合理地划分网络中的社团结构,且运算量小,运行效率高,达到了预期目标.该社团结构的划分方法对于规模较大的复杂网络也具有普遍意义.     

基于动态蚁群规模的优化路由算法

针对移动Ad Hoc网络,提出了一种可以可控制蚁群规模的自适应蚁群路由算法,通过在网络节点配置蚂蚁数目控制表来控制"网络蚂蚁"的数目。该算法能提高蚁群算法的自适应性,自动调节网络的负载平衡。网络仿真试验结果表明,该算法具有良好的收敛性和求解效果。     

考虑流固耦合的渡槽结构半主动控制研究

基于渡槽结构流固耦合动力分析模型,采用结构振动控制原理中的限界Hrovat最优控制算法,进行了南水北调工程某大型渡槽结构变阻尼半主动控制研究;通过建立大型渡槽的动力分析模型及运动方程,对比计算了大型渡槽在无控、半主动控制和主动控制3种工况下的地震响应差异,计算结果表明:主动变阻尼控制装置能有效降低考虑流固耦合的渡槽结构纵向地震响应;限界Hrovat最优控制算法能有效跟踪和实现主动最优控制力.     

双程传控智能家居控制系统

提出了一种基于无线射频技术和GSM网络技术,以室内各个传感器为数据节点,利用微处理器作为各节点数据的采集处理控制单元,近程通过无线射频传控,远程通过GSM短信方式传控的双程传控智能家居控制系统。系统不依赖于互联网和传统的电话网,从而保证了信息在家居内部和外部的安全有效传输,对家居安全环境进行很好的监测和相应控制。测试结果表明此系统是切实可行的,能实现家居的智能化管理。     

光纤与测试节点的星型拓扑测试网络构建方法

针对车辆动力舱测试环境存在电磁干扰,需要提高分布式测试网络抗干扰性能的需求,提出了光纤与存储测试节点的星型拓扑结构测试网络构建方法.该方法采用光纤和存储节点组建星型拓扑结构总线网络,实现动态参数的分布式测试.中心控制单元对光纤网络和若干个存储节点进行控制与管理,在中心控制单元的控制下,测试数据通过光纤传输至中心控制单元,同时在存储节点进行本地存储,实现测试的双冗余设计.通过存储节点的壳体屏蔽、光纤传输、数据双冗余备份等途径实现了分布式测试网络的可靠测试.     

基于节点中心性的移动机会网络网关选择算法

移动机会网络中,为使用户快速从因特网获取数据,需要选择某些合适节点担任网关。研究了移动机会网络网关选择问题。证明了k网关选择判定问题是NP难的。基于移动节点的中介中心性、度中心性、接近中心性,利用贪婪策略,提出了移动机会网络的网关选择算法。实验结果表明,基于节点中心性的3种网关选择算法均可改善网络性能。特别是基于节点接近中心性的算法可使性能得到最大幅度提升;基于节点中介中心性和度中心性的算法的性能受网络规模、需选择网关数目影响不大;基于节点接近中心性的网关选择算法对网络性能的改善幅度随需选择的网关数目的增多而增大。