“數(shù)字浪潮：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)”叢書--自主智能系統(tǒng)控制
定 價(jià)：148 元
叢書名：“數(shù)字浪潮：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)”叢書
- 作者：唐漾、金鑫、徐加鵬、黃家豪 著
- 出版時(shí)間：2023/5/1
- ISBN：9787122422897
- 出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP18
- 頁(yè)碼：390
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書對(duì)自主智能系統(tǒng)前沿控制理論問(wèn)題以及主要方法做了詳細(xì)闡述，主要從自主智能系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)、協(xié)同控制和網(wǎng)絡(luò)安全防御三個(gè)方面展開，內(nèi)容涵蓋事件觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)敏感狀態(tài)估計(jì)、具有相對(duì)熵約束的事件觸發(fā)最小最大狀態(tài)估計(jì)、多剛體的有限時(shí)間協(xié)同控制、多剛體系統(tǒng)的姿態(tài)同步、多剛體系統(tǒng)的最優(yōu)一致性、多智能體系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)攻擊下的安全控制以及多智能體系統(tǒng)的分布式攻擊檢測(cè)與防御機(jī)制等理論研究成果。
本書可供人工智能領(lǐng)域理論研究者或工程技術(shù)人員參考，也可供高等院校自動(dòng)控制專業(yè)的本科生和研究生學(xué)習(xí)。
唐漾，博士，華東理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。德國(guó)洪堡基金、國(guó)家級(jí)高層次人才、科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、國(guó)家級(jí)海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃青年項(xiàng)目和上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人等計(jì)劃入選者, ESI全球高被引科學(xué)家。主要研究方向?yàn)橹悄軣o(wú)人系統(tǒng)和工業(yè)智能。在Nature子刊、Cell子刊、Physics Reports、IEEE匯刊、IFAC會(huì)刊上發(fā)表論文100余篇，申請(qǐng)/公開/授權(quán)專利20余件。主持國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目/課題、3項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)類項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目。擔(dān)任7本IEEE匯刊、1本IFAC會(huì)刊和《中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)》等多個(gè)國(guó)際期刊的副主編/編委。獲得2019年度上海市自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
金鑫,華東理工大學(xué)講師。長(zhǎng)期從事資源受限下多剛體系統(tǒng)一致性協(xié)同控制等方面的研究工作。在Automatica、IEEE Trans. on Automatic Control、IEEE Trans. on Control Systems Technology等國(guó)際期刊/會(huì)議發(fā)表論文20余篇，主持中國(guó)博士后科學(xué)基金特別資助項(xiàng)目1項(xiàng)，面上項(xiàng)目1項(xiàng)，同時(shí)擔(dān)任多個(gè)國(guó)際期刊審稿人。于2021年入選上海市"超級(jí)博士后"激勵(lì)計(jì)劃, 2023年入選上海市"啟明星揚(yáng)帆"計(jì)劃和中國(guó)科協(xié)"青年人才托舉"計(jì)劃。
徐加鵬，博士。獲得中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng)，上海市優(yōu)秀畢業(yè)生，博士研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，入選華東理工大學(xué)"張江樹優(yōu)博重點(diǎn)培育"計(jì)劃。研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)化反饋控制、事件觸發(fā)的狀態(tài)估計(jì)、多目標(biāo)互補(bǔ)控制、平均場(chǎng)博弈。發(fā)表期刊和會(huì)議論文15篇。
黃家豪，博士。研究方向包括分布式狀態(tài)估計(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)以及信息物理系統(tǒng)安全。以第一作者、參與作者的身份在Automatica、IEEE Trans. on Cybernetics以及IEEE Trans. on Industrial Informatics等國(guó)際期刊發(fā)表論文10余篇，同時(shí)擔(dān)任多個(gè)國(guó)際期刊審稿人。參與國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)類項(xiàng)目2項(xiàng)。
第1章 緒論 001
1.1 自主智能系統(tǒng)控制介紹 002
1.1.1 自主智能系統(tǒng)控制的特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀 002
1.1.2 多智能體系統(tǒng)的分布式估計(jì)和協(xié)同控制 005
1.2 自主智能系統(tǒng)舉例 009
1.2.1 工業(yè)智能控制系統(tǒng) 009
1.2.2 多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng) 011
第2章 自主智能系統(tǒng)建模方法 015
2.1 面向狀態(tài)估計(jì)的自主智能系統(tǒng)建模 016
2.1.1 線性隨機(jī)系統(tǒng)的Kalman濾波方程 016
2.1.2 線性指數(shù)二次高斯?fàn)顟B(tài)估計(jì)方程 017
2.1.3 隱馬爾可夫模型的狀態(tài)估計(jì)方程 018
2.2 基于剛體動(dòng)力學(xué)的自主智能系統(tǒng)建模 020
2.2.1 旋轉(zhuǎn)矩陣的基本知識(shí) 020
2.2.2 姿態(tài)表征和運(yùn)動(dòng)學(xué) 021
2.2.3 軸角姿態(tài)表征與姿態(tài)動(dòng)力學(xué) 022
2.2.4 剛體的歐拉-拉格朗日系統(tǒng)模型 023
2.2.5 基于歐拉-拉格朗日系統(tǒng)的四旋翼無(wú)人機(jī)模型 023
2.3 基于事件觸發(fā)通信機(jī)制的自主智能系統(tǒng)建模 025
2.3.1 動(dòng)態(tài)事件觸發(fā)機(jī)制的設(shè)計(jì)原則Ⅰ 025
2.3.2 動(dòng)態(tài)事件觸發(fā)機(jī)制的設(shè)計(jì)原則Ⅱ 029
2.4 面向網(wǎng)絡(luò)安全的自主智能系統(tǒng)建模 030
2.4.1 網(wǎng)絡(luò)攻擊模型 031
2.4.2 網(wǎng)絡(luò)攻擊的檢測(cè)以及識(shí)別技術(shù) 032
2.4.3 抵抗網(wǎng)絡(luò)攻擊的魯棒濾波 034
第3章 隱馬爾可夫模型的事件觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)敏感狀態(tài)估計(jì) 037
3.1 概述 038
3.2 問(wèn)題描述 038
3.3 遞歸估計(jì)結(jié)果 040
3.3.1 參考概率測(cè)度 040
3.3.2 遞歸估計(jì) 044
3.3.3 測(cè)量噪聲為高斯時(shí)的解 047
3.4 仿真示例 051
第4章 具有相對(duì)熵約束的事件觸發(fā)最小最大狀態(tài)估計(jì) 057
4.1 概述 058
4.2 問(wèn)題描述 059
4.2.1 不確定系統(tǒng) 059
4.2.2 事件觸發(fā)策略 060
4.2.3 事件觸發(fā)最小最大最優(yōu)估計(jì)問(wèn)題 062
4.3 事件觸發(fā)LEQG估計(jì) 064
4.3.1 遞歸的信息狀態(tài) 064
4.3.2 動(dòng)態(tài)規(guī)劃 070
4.4 一步事件觸發(fā)最小最大估計(jì) 073
4.4.1 一步事件觸發(fā)LEQG估計(jì) 075
4.4.2 一步事件觸發(fā)最小最大估計(jì)器 076
4.5 多傳感器場(chǎng)景 079
4.6 仿真示例 082
第5章 具有隨機(jī)丟包的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì) 087
5.1 概述 088
5.2 獨(dú)立同分布丟包信道下最優(yōu)風(fēng)險(xiǎn)敏感狀態(tài)估計(jì) 089
5.2.1 最優(yōu)估計(jì)問(wèn)題 089
5.2.2 最優(yōu)LEQG估計(jì) 090
5.2.3 仿真示例1 099
5.3 多個(gè)Markovian丟包信道下最優(yōu)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)估計(jì) 101
5.3.1 最優(yōu)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)估計(jì)器 101
5.3.2 均方鎮(zhèn)定解 105
5.3.3 均方可檢測(cè)性和局部最優(yōu)穩(wěn)態(tài)估計(jì)器 112
5.3.4 仿真示例2 121
第6章 多剛體系統(tǒng)有限時(shí)間協(xié)同控制 127
6.1 概述 128
6.2 相關(guān)引理與問(wèn)題描述 130
6.2.1 引理 130
6.2.2 歐拉-拉格朗日系統(tǒng)有限時(shí)間一致性 132
6.2.3 多剛體系統(tǒng)固定時(shí)間姿態(tài)一致性 133
6.3 歐拉-拉格朗日系統(tǒng)有限時(shí)間一致性 135
6.3.1 基于事件驅(qū)動(dòng)的有限時(shí)間一致性協(xié)議 135
6.3.2 基于螺旋滑模的一致性算法 142
6.3.3 非奇諾現(xiàn)象分析 147
6.4 多剛體系統(tǒng)固定時(shí)間姿態(tài)一致性 148
6.4.1 固定拓?fù)涞那闆r 149
6.4.2 切換拓?fù)涞那闆r 156
6.5 仿真示例 162
第7章 多剛體系統(tǒng)姿態(tài)同步控制 171
7.1 概述 172
7.2 相關(guān)引理和問(wèn)題描述 175
7.2.1 引理 175
7.2.2 問(wèn)題描述1 177
7.2.3 問(wèn)題描述2 179
7.3 絕對(duì)和相對(duì)姿態(tài)測(cè)量下的姿態(tài)一致性 179
7.3.1 基于絕對(duì)姿態(tài)的事件驅(qū)動(dòng)姿態(tài)一致性 179
7.3.2 基于相對(duì)姿態(tài)的事件驅(qū)動(dòng)姿態(tài)一致性 185
7.3.3 自觸發(fā)姿態(tài)一致性 191
7.4 無(wú)角速度測(cè)量下的姿態(tài)一致性 193
7.4.1 固定拓?fù)湎碌氖录?qū)動(dòng)姿態(tài)一致性 193
7.4.2 切換拓?fù)湎碌氖录?qū)動(dòng)姿態(tài)一致性 201
7.5 仿真示例 205
7.5.1 仿真示例1 205
7.5.2 仿真示例2 207
第8章 基于事件觸發(fā)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多剛體系統(tǒng)最優(yōu)一致性 213
8.1 概述 214
8.2 基于增廣系統(tǒng)的無(wú)模型事件觸發(fā)方法 214
8.2.1 問(wèn)題描述 214
8.2.2 增廣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 217
8.2.3 無(wú)模型最優(yōu)控制器的設(shè)計(jì) 218
8.2.4 事件觸發(fā)機(jī)制的引入 219
8.3 基于事件觸發(fā)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的算法實(shí)現(xiàn) 221
8.3.1 無(wú)模型事件觸發(fā)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法 221
8.3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在線算法實(shí)現(xiàn) 223
8.3.3 事件觸發(fā)條件的設(shè)計(jì) 226
8.4 算法驗(yàn)證與分析 230
第9章 單個(gè)剛體系統(tǒng)的安全性能 237
9.1 概述 238
9.2 基于拒絕服務(wù)攻擊的姿態(tài)系統(tǒng)彈性跟蹤控制算法 240
9.2.1 姿態(tài)系統(tǒng)在攻擊下的動(dòng)力學(xué)模型 240
9.2.2 姿態(tài)系統(tǒng)的追蹤控制分析 245
9.2.3 算法驗(yàn)證與分析1 256
9.3 基于拒絕服務(wù)攻擊的非飽和移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)跟蹤控制 259
9.3.1 移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)在攻擊下的動(dòng)力學(xué)模型 259
9.3.2 移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的跟蹤控制分析 265
9.3.3 算法驗(yàn)證與分析2 274
第10章 多個(gè)智能體系統(tǒng)的安全協(xié)同性能 281
10.1 概述 282
10.2 欺詐攻擊下網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的編隊(duì)控制 284
10.2.1 多智能體系統(tǒng)在攻擊下的動(dòng)力學(xué)模型 284
10.2.2 三種欺詐攻擊下的分布式事件驅(qū)動(dòng)策略 294
10.2.3 算法驗(yàn)證與分析 309
10.3 拒絕服務(wù)攻擊下網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的編隊(duì)控制 312
10.3.1 攻擊下的分布式事件驅(qū)動(dòng)策略 313
10.3.2 多智能體系統(tǒng)的編隊(duì)控制分析 319
10.3.3 算法驗(yàn)證與分析 326
第11章 網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)的安全性分析以及攻擊檢測(cè) 331
11.1 概述 332
11.2 抵御線性中間人攻擊的安全遠(yuǎn)程狀態(tài)估計(jì) 332
11.2.1 系統(tǒng)和攻擊模型 332
11.2.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩K 334
11.2.3 不同信息泄露場(chǎng)景下的檢測(cè)性能與估計(jì)性能分析 337
11.2.4 仿真示例1 353
11.2.5 場(chǎng)景I的仿真結(jié)果 353
11.2.6 場(chǎng)景II的仿真結(jié)果 355
11.2.7 場(chǎng)景III的仿真結(jié)果 356
11.2.8 擴(kuò)展：檢測(cè)重放攻擊 357
11.3 隱秘攻擊下分布式狀態(tài)估計(jì)的收斂性分析 358
11.3.1 系統(tǒng)和攻擊模型 358
11.3.2 資源充足的隱秘攻擊下的分布式一致性估計(jì) 364
11.3.3 資源受限的隱秘攻擊下的分布式一致性估計(jì) 367
11.3.4 仿真示例2 374
參考文獻(xiàn) 379
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