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关键词

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人工智能 52

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可持续发展 37

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增材制造 25

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机器学习 23

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绿色化工 20

遗传算法 20

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技术创新 16

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一种非侵入式的基于功耗的可编程逻辑控制器异常检测方案 Article

Yu-jun XIAO, Wen-yuan XU, Zhen-hua JIA, Zhuo-ran MA, Dong-lian QI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第4期页码 519-534 doi: 10.1631/FITEE.1601540

摘要：工业控制系统广泛应用于关键基础设施的建设中，关系到国计民生，因此，攻击者越来越多地将其作为攻击目标，并造成严重的破坏。可编程逻辑控制器（Programmable logic controller, PLC）作为工业控制系统中的核心组件，能够直接控制现场设备，一旦PLC中运行了恶意程序，则可能直接造成重大财产损失甚至是人员伤亡不幸的是，传统的入侵检测系统和杀毒软件并不能很好地保护PLC的安全，因此，针对PLC的有效的安全防护方案有待被研究。基于上述背景，本文提出了一种非侵入式的基于功耗的PLC异常检测方案。该方案通过分析PLC运行时的功耗变化来检测PLC中是否运行异常程序，分为功耗信息获取与功耗分析两部分。为了更好的分析功耗信息，本文首先从原始功耗数据中提取有效的特征值组合，然后利用正常样本来训练一个基于长短记忆（long short-term memory, LSTM）单元的神经网络模型，利用该模型对后续正常样本进行预测

关键词：工业控制系统；可编程逻辑控制器；边信道；异常检测；基于长短记忆单元的神经网络模型

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带误差补偿的GPC对网络控制系统时延的解决

王冬青

《中国工程科学》 2005年第7卷第8期页码 60-65

摘要：

针对网络控制系统(NCS)具有不确定时延的特性，提出了将广义预测控制(GPC)应用于网络控制系统的思想。为了克服模型失配和系统不确定性的影响，基于BP神经网络建立一个误差的预测模型，用误差预测值对输出预测值进行补偿，构成新型的广义预测控制算法，并采用了平滑滤波的加权输入控制律。在网络控制系统中，测试了网络数据传输的随机延迟时间特性，比较了GPC和具有BP网络预测误差补偿的GPC两种控制方法，验证了具有BP网络预测误差补偿的GPC在模型失配时的更好的控制性能。

关键词：网络控制系统 (NCS) 不确定时延广义预测控制 (GPC) 神经网络

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参数自寻优模糊控制器在中央空调温度控制系统中的应用

吴爱国,杜春燕,宋晓强

《中国工程科学》 2004年第6卷第11期页码 84-87

摘要：

在中央空调温度控制系统中设计应用了一种参数自寻优模糊控制器。针对中央空调温度控制系统被控对象非线性、大滞后和时变等特点，该模糊控制器在规则可调整模糊控制器基础上引入了加权因子α和比例因子K_u的在线调整优化算法。运行结果表明，这种算法增强了系统的鲁棒性，在不同工作条件下，系统保持了良好的控制品质。

关键词：中央空调系统温度控制模糊控制器参数自寻优

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可重构路由器研究的现状与展望

李玉峰,邱菡,兰巨龙

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 82-89

摘要：

随着新业务和新应用的不断推出，传统路由器在业务升级能力及升级响应速度方面已不能满足网络发展的需求。实时电路重构技术利用可编程器件可多次重复配置逻辑状态的特性，能够在系统运行时根据需要动态地改变系统的电路结构，利用可重构技术实现的路由器能够支持新业务模块的硬件电路在芯片内动态加载，同时又不影响其他功能模块的正常运行，为传统路由器功能扩展能力差问题提供了解决思路。在介绍可重构技术的基本概念和支撑器件的当前发展概况后，对以往的可重构路由器技术和当前的研究现状进行了总结，并从构建可重构网络的角度分析了进一步的研究方向。

关键词：可重构路由器可重构网络可编程器件互联网

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互联微电网可编程自适应安全扫描 Article

姜自民, 唐泽帆, 张鹏, 秦彦源

《工程（英文）》 2021年第7卷第8期页码 1087-1100 doi: 10.1016/j.eng.2021.06.007

摘要：

现代微电网的重要特征是其核心的分布式能源和控制系统普遍依赖网络通信和软件系统本文提出一种可编程自适应安全扫描（PASS）技术，用以保护电力电子化微电网系统免受各类电力机器人（power bot）的攻击。这一新技术尤其可以有效抵御三种危害性较大的攻击，即控制器操纵攻击、重放攻击和注入攻击。可编程自适应扫描融合软件定义网络与新的协同检测方法；这一新的安全措施可以使得微电网的互联具有超高的弹性和安全性、低成本与高度自动化等优点。可编程自适应安全扫描技术的有效性和实用性在大量实验中得到了确证。

关键词：互联微电网可编程自适应安全扫描协同检测软件定义网络

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时滞系统的辨识及NARMA模型的修正

王冬青

《中国工程科学》 2006年第8卷第2期页码 39-43

摘要：

对现有神经网络对非线性时滞系统的时滞辨识方法进行了补充说明和分析，同时指出现有的NARMA模型修正方法对时滞系统的不当之处。以时滞系统神经网络预测控制为例，介绍了NARMA模型的正确修正方法，仿真证明了所提出的修正方法能获得好的控制性能及抗干扰能力。

关键词：辨识 NARMA模型神经网络预测控制

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一种基于模糊逻辑的带宽管理方法

李祖欣,王万良,雷必成,陈惠英

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 104-111

摘要：

在网络带宽受限的网络控制系统中，设计了一个基于一维输入输出映射关系的模糊逻辑调节器，对控制系统的带宽进行动态管理。通过调整该模糊逻辑调节器中的非线性偏移因子可以进一步改善系统的控制性能和带宽需求。同时利用线性矩阵不等式及资源受限条件来确定带宽动态分配的上下界来保证系的稳定性。另外，定义了多回路归一化控制质量和归一化带宽需求度性能衡量指标来评价网络控制系统的全局性能。在此评价方法下，提出的模糊带宽管理方法和采用固定带宽分配方法进行仿真比较。结果表明模糊带宽管理方法相对于固定带宽分配方法而言在提高系统控制性能的同时也节省了网络带宽。

关键词：模糊带宽管理网络控制系统控制质量带宽需求

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模型不确定性和执行器故障下的四旋翼飞行器主动容错控制方法 None

Yu-jiang ZHONG, Zhi-xiang LIU, You-min ZHANG, Wei ZHANG, Jun-yi ZUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 95-106 doi: 10.1631/FITEE.1800570

摘要：针对四旋翼飞行器的执行器故障，提出一种可靠的主动容错控制方法。该方法以模型参考自适应控制理论为框架，保证四旋翼飞行器系统的全局渐进稳定性。为消除模型不确定性影响，增强系统鲁棒性，径向基神经网络算法被集成到所设计的控制系统中，自适应地辨识模型不确定性，在线调整参考模型。此外，为避免因执行器饱和及响应速率限制造成的不必要的系统性能下降，在控制器设计过程中，同时考虑执行器动态特性。基于自适应两级卡尔曼滤波器设计的故障检测与诊断模块，可以准确估计执行器控制效率损失故障。利用获取的故障信息，重新构造控制器的控制律，弥补执行器故障的不利影响。仿真结果表明，在执行器有、无故障两种情况下，提出的主动容错控制方法都能使四旋翼飞行器准确跟踪期望的参考信号。

关键词：模型参考自适应控制；神经网络；四旋翼飞行器；容错控制；故障检测与诊断

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电流型有源电力滤波器的神经网络滞环控制

王萍,张珂,许会军

《中国工程科学》 2007年第9卷第1期页码 40-43

摘要：

神经网络滞环控制就是将神经网络和滞环比较器这两种方法相结合的一种控制方法。滞环控制是控制方法中较为简单的一种，它不需要系统太多的参数，实时性较好，但用滞环控制方法时系统开关频率不固定，这不仅影响电子开关的使用寿命，而且降低了系统的稳定性。将二者结合的控制方法不仅可实现神经网络对快速变量的控制，而且可以提高滞环控制的性能。通过训练神经网络能够完成滞环比较器的功能，并可取代滞环比较器。给出了计算机仿真结果，神经网络通过DSP实现。

关键词：有源滤波神经网络滞环比较器

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可编程软件定义网络的新架构与安全技术：综述 None

Shen WANG, Jun WU, Wu YANG, Long-hua GUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第12期页码 1500-1521 doi: 10.1631/FITEE.1800575

摘要：当前，网络空间已经成为社会基础设施的一个重要组成部分。随着网络规模快速发展，应用程序和服务日益丰富，底层网络设备（如交换机和路由器）承载功能被不断扩展。为提升网络动态架构、安全性和服务质量，网络控制平面与数据平面的解耦是网络技术发展趋势。目前，软件定义网络（SDN）是新兴网络领域最热门、最具前景的技术之一。在SDN中，通过在专有设备部署高级别策略指导网络设备数据转发，减少网络设备复杂功能。SDN有利于实现网络新技术、新协议，提升部署功能灵活性和可操作性。然而，该新型网络技术面临架构和安全方面的新挑战。本文为可编程SDN最新进展相关研究提供一个全面综述，分析已被研究和有待解决的问题，并分析在框架架构和安全领域的发展趋势。

关键词：软件定义网络（SDN）；安全；可编程

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气辅注塑成型注气压力的模糊神经网络控制研究

欧长劲

《中国工程科学》 2007年第9卷第5期页码 27-32

摘要：

针对气辅注塑成形的注气压力精确控制要求，设计了具有５层结构的模糊神经网络控制器和控制算法，利用神经网络的学习能力实现对模糊逻辑规则的优化，改善了系统的适应性。对系统３段压力控制的仿真分析，验证了模糊神经网络控制模型的可行性，控制效果良好。

关键词：气体辅助注射成型模糊神经网络注气压力控制

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基于现场可编程门阵列的不同数据路径架构 ANU轻量级密码的设计与实现 Personal View

Vijay DAHIPHALE, Gaurav BANSOD, Ankur ZAMBARE, Narayan PISHAROTY

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第4期页码 615-628 doi: 10.1631/FITEE.1800681

摘要：自物联网（IoT）诞生以来，数据与系统安全一直是开发者关注的重点。由于大多数物联网设备在8位控制器上运行，其容量和计算力有限，因此需要使用轻量级密码在发送端和接收端分别进行加密和解密。提出用于ANU密码硬件实现的新架构，并给出每一架构的相关结果。在相同实施条件下，在4种不同现场可编程门阵列（FPGA）上分别以4位、8位、16位和32位的数据路径尺寸实现ANU密码，并比较每一性能指标。与以往ANU密码架构不同，新架构具有用于高吞吐量和硬件优化的并行替换盒（S盒）。通过不同数据路径设计，在资源极其有限的系统中，ANU密码被证明是实现安全性的最佳选择。

关键词：轻量级密码；物联网（IoT）；嵌入式系统安全；加密；现场可编程门阵列；数据路径设计

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如何应对列车控制系统革新？

Hideo Nakamura

《工程（英文）》 2016年第2卷第3期页码 380-386 doi: 10.1016/J.ENG.2016.03.015

摘要：

列车控制系统的作用是确保铁路的安全。本文首先总结了日本、欧洲通用的列车控制系统，在此基础上，笔者根据现有列车控制系统，提出以下问题：应该采用什么方法来提高列车控制系统的功能性、安全性和可靠性，并协助铁路的商业运营？其次，笔者提出了一个有助于基于当前信息和通信技术对新型列车控制系统进行开发的理想架构；同时，还提出了一种新的统一列车控制系统(UTCS)，它能有效地提高列车控制系统的鲁棒性和竞争力。UTCS 的最终架构仅由基本设备组成，如铁轨中的转辙机和铁路道口控制设备。最后讨论了UTCS 在应用中的处理方式。

关键词：列车控制系统铁路信号基于无线通信的列车自动控制系统列车自动防护系统闭塞系统

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以Matrix-3000为例研究面向裸金属加速器的异构多线程编程模型 Research Article

方建滨1,张鹏1,黄春1,唐滔1,卢凯1,王睿伯1,王峥2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第4期页码 509-520 doi: 10.1631/FITEE.2200359

摘要：随着处理器设计转向使用专门的异构多核以避免功耗墙的影响，软件开发人员发现很难处理这些处理器系统的复杂性。本文分享了我们为Matrix-3000开发的并行编程模型及其支持编译器和库的经验。为了帮助软件开发，我们从头开始开发了一个针对Matrix-3000的软件栈，包括一个低层次的编程接口和一个高层次的OpenCL编译器。该低层次编程模型为使用Matrix-3000的裸金属加速器提供了原生编程支持，而高层次模型允许程序员使用OpenCL并行编程标准。我们详细介绍了该软件栈的设计选择，并强调了从开发系统软件中学到的经验教训，以实现裸金属加速器的高效程序编写和性能解锁。我们的编程模型已经被部署到一个E级原型系统的生产环境中。

关键词：异构计算；并行编程模型；可编程性；编译器；运行时系统

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基于海面更快区域卷积神经网络的导航雷达平面位置指示器图像海面目标检测方法 Research Article

陈小龙,牟效乾,关键,刘宁波,周伟

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第4期页码 630-643 doi: 10.1631/FITEE.2000611

摘要：更快的区域卷积神经网络（Faster R-CNN）作为一种经典深度学习目标检测算法，已广泛应用于高分辨率合成孔径雷达和逆合成孔径雷达的图像检测。然而，对于大多数常见的低分辨率雷达平面位置指示器（PPI）图像，很难取得良好性能。本文以导航雷达PPI图像为例，针对复杂背景（如海杂波）和目标特性情况，提出一种基于海面的更快的区域卷积神经网络（Marine-Faster R-CNN）算法的海面目标检测方法。该方法利用卷积神经网络（CNN）对雷达回波生成的PPI图像进行特征提取和目标识别。，并基于此建立Marine-Faster R-CNN海面目标检测模型。

关键词：海面目标检测；导航雷达；平面位置指示器（PPI）图像；卷积神经网络；更快的区域卷积神经网络