基于随机有限集的信息物理系统状态估计北大核心CSCD

状态估计一直是信息物理系统(CPS)的基本问题之一。目前,状态估计主要采用以卡尔曼滤波及其扩展形式等为代表的随机过程方法。不同于已有研究,从信息融合的角度,提出了一种基于随机有限集的状态估计方法。通过将系统状态和传感器观测分别建模为随机有限集,并采用集贝叶斯滤波器及其粒子实现迭代求解,实现了对CPS状态的精确估计。最后,仿真结果验证了所提方法的可行性。     

基于浓厚分散系 HANAI 理论的血液温度生物 电阻抗特性量化表征研究

温度是人体的重要机能,血液温度变化监测对人体健康评估尤为重要。本文提出拓展的浓厚分散系HANAI理论,结合生物电阻抗谱,量化表征温度对血液生物电阻抗特性的影响规律,为监测血液温度及相关血液疾病的演变过程提供基础。试验结果表明,随着温度T不断上升,血液的生物电阻抗参数Z~*持续下降;奈奎斯特峰值电阻参数R_c和峰值电抗参数X_c与温度T有良好的线性关系,可描述为R_c=-0.3T+24.14和X_c=0.08T-5.78。将传统HANAI方程进行拓展,并进行多物理场数值模拟,其数值分析、模拟结果与试验结果较好吻合,揭示了血浆电导率σ_p和细胞质电导率σ_c是温度对血液生物电阻抗特性的主要影响因素。本文展示了一种潜在的血液温度监测方法,在临床医学领域或有一定的科研与应用价值。     

基于时间自动机的汽轮机控制保护系统建模

近年来,汽轮机控制保护系统面临的安全威胁引起了学术界及工业界的广泛重视.不同于以往针对通信协议的攻击,攻击者逐渐将目标转移到控制器本身上来.为了应对这种新的威胁,学者们开始研究如何对控制器建立有效的模型去刻画、分析这种攻击对系统运行的影响,进而设计及时、有效的防御策略.本文在总结相应研究的基础上,提出一种基于时间自动机的形式化方法对汽轮机控制保护系统进行建模,同时借助UPPAAL软件,对建立的模型进行仿真及验证.研究表明,本文提出的模型可以较好地描述汽轮机控制保护系统的工作过程,为后续安全问题研究奠定基础.     

工业控制系统可编程逻辑控制器形式化建模

近年来,工业控制系统面临的安全威胁引起了人们的广泛重视.不同于以往针对通信协议的攻击,攻击者逐渐将目标转移到控制器本身上来.为了应对这种新的威胁,人们开始研究如何对控制器建立有效的模型去刻画、分析这种攻击对系统运行的影响,进而设计及时、有效的防御策略.以微分方程、差分方程为代表的传统控制器模型难以刻画系统整体的控制逻辑,无法分析工业控制系统中存在的安全威胁.本文在总结相应研究的基础上,介绍了形式化建模方法、通用的工业控制系统以及常用PLC的结构;提出了一种采用形式化方法建立的PLC硬件以及控制逻辑模型,并通过简单案例阐述形式化方法中几种重要特性.