2004年 第30卷 第5期
2004, 30(5): 641-651.
摘要:
提出了一种基于特征的易碎图像水印框架,来阻止VQ攻击.图像特征被提取出来,用 来处理原始水印或生成水印,使得要嵌入的水印信息不仅不被攻击者知道,而且依赖于原始图 像.因此,不同的原始图像嵌入了不同的水印信息,从而使得攻击者无法建立VQ码表,因而无法 实现VQ攻击.同时,为了提高水印的安全性和篡改的局部检测性,本文给出了该框架下水印嵌 入方法的基本要求.根据该易碎图像水印框架,本文设计了一种基于图像矩不变量的易碎水印算 法.分析和实验结果表明,该算法不仅可以很好地、局部地检测图像中的篡改.即使图像中仅有一 位被篡改时.同时,在不需任何额外的密码或图像索引号的情况下,成功地抵抗VQ攻击.
提出了一种基于特征的易碎图像水印框架,来阻止VQ攻击.图像特征被提取出来,用 来处理原始水印或生成水印,使得要嵌入的水印信息不仅不被攻击者知道,而且依赖于原始图 像.因此,不同的原始图像嵌入了不同的水印信息,从而使得攻击者无法建立VQ码表,因而无法 实现VQ攻击.同时,为了提高水印的安全性和篡改的局部检测性,本文给出了该框架下水印嵌 入方法的基本要求.根据该易碎图像水印框架,本文设计了一种基于图像矩不变量的易碎水印算 法.分析和实验结果表明,该算法不仅可以很好地、局部地检测图像中的篡改.即使图像中仅有一 位被篡改时.同时,在不需任何额外的密码或图像索引号的情况下,成功地抵抗VQ攻击.
2004, 30(5): 652-663.
摘要:
对于双率采样数据系统,本文使用提升技术,推导了双率系统的提升状态空间模型.对 于系统状态可测量的双率系统,利用最小二乘原理辨识提升系统模型的参数矩阵;对于状态不 可测的未知参数双率系统,利用递阶辨识原理,提出了双率系统递阶状态空间模型辨识方法,来 辨识系统的状态和参数.具体做法:基于获得的状态估计和提升系统的输入输出数据递归估计 系统参数,然后基于获得的参数估计,计算系统的状态.
对于双率采样数据系统,本文使用提升技术,推导了双率系统的提升状态空间模型.对 于系统状态可测量的双率系统,利用最小二乘原理辨识提升系统模型的参数矩阵;对于状态不 可测的未知参数双率系统,利用递阶辨识原理,提出了双率系统递阶状态空间模型辨识方法,来 辨识系统的状态和参数.具体做法:基于获得的状态估计和提升系统的输入输出数据递归估计 系统参数,然后基于获得的参数估计,计算系统的状态.
2004, 30(5): 664-670.
摘要:
将自适应模糊逻辑系统引入预测控制,对一类未知非线性离散系统提出了直接自适应 模糊预测控制方法.首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直 接利用模糊逻辑系统设计预测控制器,并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中 的未知向量进行自适应调整.文中证明了此方法可使广义误差估计值收敛到原点的小邻域内.
将自适应模糊逻辑系统引入预测控制,对一类未知非线性离散系统提出了直接自适应 模糊预测控制方法.首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直 接利用模糊逻辑系统设计预测控制器,并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中 的未知向量进行自适应调整.文中证明了此方法可使广义误差估计值收敛到原点的小邻域内.
2004, 30(5): 671-678.
摘要:
本文研究合作型多移动机器人系统的分布式控制方法.为了保证多机器人间合作的实 时性和高效率,采用了一种分组策略,并提出了将局部感知和组内通信相集成的多模式机器人 间交互方法.考虑到任务的复杂性和真实环境的非结构化特点,构建了将递阶规划技术与基于 行为的反应式控制相结合的递阶混合式协调结构,并采用有限状态机模型实现了规划层与行为 层的协调机制.合作垃圾清运的实验结果证明了上述方法的有效性.
本文研究合作型多移动机器人系统的分布式控制方法.为了保证多机器人间合作的实 时性和高效率,采用了一种分组策略,并提出了将局部感知和组内通信相集成的多模式机器人 间交互方法.考虑到任务的复杂性和真实环境的非结构化特点,构建了将递阶规划技术与基于 行为的反应式控制相结合的递阶混合式协调结构,并采用有限状态机模型实现了规划层与行为 层的协调机制.合作垃圾清运的实验结果证明了上述方法的有效性.
2004, 30(5): 679-687.
摘要:
位姿估计是移动机器人研究中的一个关键问题,对于运动目标跟踪、机器人导航、地图 生成等具有重要意义,提出了一种基于二维激光雷达的实时位姿估计方法,包括基于Hough变 换的切线角度直方图算法和迭代切线加权最近点算法两部分.两种算法的结合和切线信息的引 入.有效地解决了传统方法无法解决的局部最小值、类孔径、大计算量等问题.仿真数据和室外 环境实际数据的大量实验结果表明它具有精度高、速度快、适用性广和对噪声、遮挡和类孔径问 题鲁棒性高的特点.
位姿估计是移动机器人研究中的一个关键问题,对于运动目标跟踪、机器人导航、地图 生成等具有重要意义,提出了一种基于二维激光雷达的实时位姿估计方法,包括基于Hough变 换的切线角度直方图算法和迭代切线加权最近点算法两部分.两种算法的结合和切线信息的引 入.有效地解决了传统方法无法解决的局部最小值、类孔径、大计算量等问题.仿真数据和室外 环境实际数据的大量实验结果表明它具有精度高、速度快、适用性广和对噪声、遮挡和类孔径问 题鲁棒性高的特点.
2004, 30(5): 688-695.
摘要:
针对网络控制中的延迟问题,提出了一种基于DR模型进行预估的新的网络控制设计 方法,并深入分析了以实际模型作为DR模型的预估算法的稳定性.该方法通过对状态进行基 于DR模型的预估,克服了传输延迟对网络控制的影响,使得不考虑网络延迟的控制律能够应 用于具有网络延迟的网络控制系统中,同时该方案能够有效地解决网络控制过程中数据包超时 到达或者数据包丢失的问题.
针对网络控制中的延迟问题,提出了一种基于DR模型进行预估的新的网络控制设计 方法,并深入分析了以实际模型作为DR模型的预估算法的稳定性.该方法通过对状态进行基 于DR模型的预估,克服了传输延迟对网络控制的影响,使得不考虑网络延迟的控制律能够应 用于具有网络延迟的网络控制系统中,同时该方案能够有效地解决网络控制过程中数据包超时 到达或者数据包丢失的问题.
2004, 30(5): 696-706.
摘要:
提出一种稳健的盲水印检测技术.利用水印信号与主数据之间的正交性,水印检测时 不需要使用原始数据并且可以彻底消除主数据噪声的干扰,从而大大提高了水印检测器的稳健 性.无论是根据Neyman-Pearson准则还是最小错误概率准则,理论分析表明本文检测器在性能 上可以取得很大改善.利用对水印加权的分组技术,盲水印检测器在性能上逼近非盲水印检测 器.各种失真下的实验结果表明这种盲水印检测技术是有效的.
提出一种稳健的盲水印检测技术.利用水印信号与主数据之间的正交性,水印检测时 不需要使用原始数据并且可以彻底消除主数据噪声的干扰,从而大大提高了水印检测器的稳健 性.无论是根据Neyman-Pearson准则还是最小错误概率准则,理论分析表明本文检测器在性能 上可以取得很大改善.利用对水印加权的分组技术,盲水印检测器在性能上逼近非盲水印检测 器.各种失真下的实验结果表明这种盲水印检测技术是有效的.
2004, 30(5): 707-715.
摘要:
建立了新型医用微型机器人的系统动力学模型.利用有向图理论分析了医用微型机器 人的姿态可控性,得到微型机器人的姿态可控的结论.同时,对机器人和环境参数的摄动对机器 人的姿态的影响进行了研究,实验研究结果证明了上述理论.姿态可控性与微型机器人进入人 体时人体的舒适性和安全性紧密相关.通过控制微型机器人的运行姿态,可以使人体得到良好 的舒适程度.
建立了新型医用微型机器人的系统动力学模型.利用有向图理论分析了医用微型机器 人的姿态可控性,得到微型机器人的姿态可控的结论.同时,对机器人和环境参数的摄动对机器 人的姿态的影响进行了研究,实验研究结果证明了上述理论.姿态可控性与微型机器人进入人 体时人体的舒适性和安全性紧密相关.通过控制微型机器人的运行姿态,可以使人体得到良好 的舒适程度.
2004, 30(5): 716-722.
摘要:
研究非线性奇异控制系统的能控性子分布问题.提出了非线性奇异系统的能控性子分 布的概念;研究了非线性奇异系统能控性子分布的反馈不变性质;给出了非线性奇异系统能控 性子分布的算法,并讨论这个算法的一些性质;证明了在一定条件下,该算法给出的分布确为包 含在某给定分布中的非线性奇异系统的最大能控性子分布.
研究非线性奇异控制系统的能控性子分布问题.提出了非线性奇异系统的能控性子分 布的概念;研究了非线性奇异系统能控性子分布的反馈不变性质;给出了非线性奇异系统能控 性子分布的算法,并讨论这个算法的一些性质;证明了在一定条件下,该算法给出的分布确为包 含在某给定分布中的非线性奇异系统的最大能控性子分布.
2004, 30(5): 723-730.
摘要:
给定对象族P(s,δ)其参数是向量p范数有界的不确定参数δ的仿射函数.用根轨迹 法证明,P(s.δ)的任意两个元素的可同时镇定性等价于P(s.δ)的每个元素的可镇定性.结果表 明,P(s,δ)的可镇定性可作为一个有效的判断条件以排除那些鲁棒镇定问题肯定无解的情况, 从而更加有效的应用棱边和顶点等已知结果寻找鲁棒镇定问题的解.
给定对象族P(s,δ)其参数是向量p范数有界的不确定参数δ的仿射函数.用根轨迹 法证明,P(s.δ)的任意两个元素的可同时镇定性等价于P(s.δ)的每个元素的可镇定性.结果表 明,P(s,δ)的可镇定性可作为一个有效的判断条件以排除那些鲁棒镇定问题肯定无解的情况, 从而更加有效的应用棱边和顶点等已知结果寻找鲁棒镇定问题的解.
2004, 30(5): 731-741.
摘要:
研究了输入采用双交叠模糊分划的模糊控制系统的性质,提出了一个新的判定T—S模 糊控制系统稳定的充分条件.该条件只需在各最大交叠规则组内分别寻找公共的正定矩阵，减 小了以往稳定性判定方法的局限性和难度.运用并行分布补偿法(PDC)进一步探讨了闭环T-S 模糊控制系统的稳定性分析和模糊控制器系统化设计方法.通过两个例子的仿真研究验证了本 文方法的有效性.
研究了输入采用双交叠模糊分划的模糊控制系统的性质,提出了一个新的判定T—S模 糊控制系统稳定的充分条件.该条件只需在各最大交叠规则组内分别寻找公共的正定矩阵，减 小了以往稳定性判定方法的局限性和难度.运用并行分布补偿法(PDC)进一步探讨了闭环T-S 模糊控制系统的稳定性分析和模糊控制器系统化设计方法.通过两个例子的仿真研究验证了本 文方法的有效性.
2004, 30(5): 742-746.
摘要:
研究了基于关联积分的广义维数谱的定量计算方法,提出了声目标信号的多重分形特 征,并对其特征即广义维数谱的有效性进行了分析;同时利用小波变换分析既能反映信号在变 换域特性又保留其时域信息的特点,提出基于小波变换的子空间能量及主要能量集中子空间时 域信息的特征提取方法,并通过模糊神经网络识别系统对声目标信号的广义维数谱、子空间能 量及时域信息的组合特征进行了验证.
研究了基于关联积分的广义维数谱的定量计算方法,提出了声目标信号的多重分形特 征,并对其特征即广义维数谱的有效性进行了分析;同时利用小波变换分析既能反映信号在变 换域特性又保留其时域信息的特点,提出基于小波变换的子空间能量及主要能量集中子空间时 域信息的特征提取方法,并通过模糊神经网络识别系统对声目标信号的广义维数谱、子空间能 量及时域信息的组合特征进行了验证.
2004, 30(5): 747-756.
摘要:
为了定量描述对象具有未确知性质或处于未确知状态的程度,在可测空间上定义了满 足测量准则的未确知测度慨念.以未确知测度为隶属函数抽象出论域上的未确知集合概念,定 义未确知集合的运算.通过论证未确知集和模糊集之间的关系与本质不同,体现研究这种新的 不确定性集合的价值.在未确知集合基础上,建立了未确知逻辑系统,用以处理未确知信息.定 义了指标分类权重的概念,给出了计算方法,并将其应用于未确知逻辑系统推理算法中,使得到的 合成可信度具有良好的可解释性.以故障诊断领域中一个算例作为未确知逻辑系统的应用实例.
为了定量描述对象具有未确知性质或处于未确知状态的程度,在可测空间上定义了满 足测量准则的未确知测度慨念.以未确知测度为隶属函数抽象出论域上的未确知集合概念,定 义未确知集合的运算.通过论证未确知集和模糊集之间的关系与本质不同,体现研究这种新的 不确定性集合的价值.在未确知集合基础上,建立了未确知逻辑系统,用以处理未确知信息.定 义了指标分类权重的概念,给出了计算方法,并将其应用于未确知逻辑系统推理算法中,使得到的 合成可信度具有良好的可解释性.以故障诊断领域中一个算例作为未确知逻辑系统的应用实例.
2004, 30(5): 757-762.
摘要:
很多学者对故障诊断和容错控制问题给予很大关注.特别是对于安全系统,故障诊断 固然重要,最快地调节故障系统也是很重要的.例如当今的高性能飞行器即使发生故障仍需保 持基本的运行状态.对于非线性系统提出一种故障调节控制器的设计方法,通过修正控制律补 偿故障所带来的影响.故障发生后使用的神经网络用于逼近故障函数并提供故障的修正行为. 即主动容错.故障调节后闭环系统是稳定的.仿真算例证明了此方法的有效性.
很多学者对故障诊断和容错控制问题给予很大关注.特别是对于安全系统,故障诊断 固然重要,最快地调节故障系统也是很重要的.例如当今的高性能飞行器即使发生故障仍需保 持基本的运行状态.对于非线性系统提出一种故障调节控制器的设计方法,通过修正控制律补 偿故障所带来的影响.故障发生后使用的神经网络用于逼近故障函数并提供故障的修正行为. 即主动容错.故障调节后闭环系统是稳定的.仿真算例证明了此方法的有效性.
2004, 30(5): 763-771.
摘要:
讨论了广义区间动力系统正则性、I-能控与C-能控问题.由于上述问题等价于判别某 个区间矩阵为列满秩,首先得到判别区间矩阵为列满秩的充分条件与充分必要条件,进一步得 到了判别广义区间系统为正则的充分必要条件、I-能控的充分条件与C-能控的充分必要条件. 通过数值实例说明所得到的结果相对于已有结果更具有一般性及有效性.由对偶原理,得到相 应的能观性的判据.
讨论了广义区间动力系统正则性、I-能控与C-能控问题.由于上述问题等价于判别某 个区间矩阵为列满秩,首先得到判别区间矩阵为列满秩的充分条件与充分必要条件,进一步得 到了判别广义区间系统为正则的充分必要条件、I-能控的充分条件与C-能控的充分必要条件. 通过数值实例说明所得到的结果相对于已有结果更具有一般性及有效性.由对偶原理,得到相 应的能观性的判据.
2004, 30(5): 772-777.
摘要:
发现频繁项目序列集是关联规则挖掘中的一个重要步骤.该文提出两个发现最大频繁 项目序列的算法Dfis和Dfisp.Dfis算法基于项目序列集操作理论,只有一次数据库扫描.Dfisp 是Dfis的改进算法,它引入数据分割技术以提高内存使用率因而增强对大型数据库的处理能力, 是一个两次数据库扫描算法.实验表明了它们的性能和优势.
发现频繁项目序列集是关联规则挖掘中的一个重要步骤.该文提出两个发现最大频繁 项目序列的算法Dfis和Dfisp.Dfis算法基于项目序列集操作理论,只有一次数据库扫描.Dfisp 是Dfis的改进算法,它引入数据分割技术以提高内存使用率因而增强对大型数据库的处理能力, 是一个两次数据库扫描算法.实验表明了它们的性能和优势.
2004, 30(5): 778-783.
摘要:
研究了含不确定输入的线性奇异时滞系统的观测器设计.在一定秩条件下,通过引入 两个广义坐标变换,先将系统等价变换为不含不确定输入的正常状态空间时滞系统,再变换为 在系统描述中滞后项仅与输入和输出有关的系统.通过设计等价系统的状态观测器来获得原系 统的观测器,实现对原系统的状态与不确定输入的指数逼近.
研究了含不确定输入的线性奇异时滞系统的观测器设计.在一定秩条件下,通过引入 两个广义坐标变换,先将系统等价变换为不含不确定输入的正常状态空间时滞系统,再变换为 在系统描述中滞后项仅与输入和输出有关的系统.通过设计等价系统的状态观测器来获得原系 统的观测器,实现对原系统的状态与不确定输入的指数逼近.
2004, 30(5): 784-788.
摘要:
该文针对桥式吊车这一类欠驱动系统提出了一种分级滑模控制方法.该方法将系统状 态分成两组,分别构造第一级滑动平面,并求取各个子滑动平面上的等效控制量.然后再构造第 二级滑动平面,采用Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.该控制量包含各子滑动平面的等效 控制分量,因此能够保证系统状态沿着各个子滑动平面滑动.该文从理论上证明了各级滑动平 面的渐近稳定性,并且通过仿真验证了该结果.
该文针对桥式吊车这一类欠驱动系统提出了一种分级滑模控制方法.该方法将系统状 态分成两组,分别构造第一级滑动平面,并求取各个子滑动平面上的等效控制量.然后再构造第 二级滑动平面,采用Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.该控制量包含各子滑动平面的等效 控制分量,因此能够保证系统状态沿着各个子滑动平面滑动.该文从理论上证明了各级滑动平 面的渐近稳定性,并且通过仿真验证了该结果.
2004, 30(5): 789-795.
摘要:
研究了多面体不确定离散多重时滞系统的稳定性分析和镇定问题.通过定义新的 Lyapunov函数,提出了一个时滞相关稳定判据.并将de Oliveira的参数依赖思想引入该判据． 得到了适用于多面体不确定系统的参数依赖型时滞相关稳定条件.在此基础上,研究了鲁棒镇 定状态反馈控制器的设计方法．采用El Ghaoui提出的锥补线性化思想将控制器的设计转化为 一个受线性矩阵不等式约束的非线性规划问题.
研究了多面体不确定离散多重时滞系统的稳定性分析和镇定问题.通过定义新的 Lyapunov函数,提出了一个时滞相关稳定判据.并将de Oliveira的参数依赖思想引入该判据． 得到了适用于多面体不确定系统的参数依赖型时滞相关稳定条件.在此基础上,研究了鲁棒镇 定状态反馈控制器的设计方法．采用El Ghaoui提出的锥补线性化思想将控制器的设计转化为 一个受线性矩阵不等式约束的非线性规划问题.
2004, 30(5): 796-800.
摘要:
研究了一类Marino-Tomei非线性模型在不确定噪声干扰下的输出反馈鲁棒自适应跟 踪问题.通过滤波变换,采用随机控制Lyapunov设计方法,对于受方差未知的Wiener噪声干 扰的Marino-Tomei非线性系统,给出了参数自适应律和控制律,使得闭环系统成为噪声--状 态稳定的,并且跟踪误差的4次均方值在时间平均意义下收敛到一个足够小的区域内.
研究了一类Marino-Tomei非线性模型在不确定噪声干扰下的输出反馈鲁棒自适应跟 踪问题.通过滤波变换,采用随机控制Lyapunov设计方法,对于受方差未知的Wiener噪声干 扰的Marino-Tomei非线性系统,给出了参数自适应律和控制律,使得闭环系统成为噪声--状 态稳定的,并且跟踪误差的4次均方值在时间平均意义下收敛到一个足够小的区域内.
