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ITU-R M.2516-0 报告 - 未来技术趋势面向 2030 年及以后的地面国际移动通信系统
2030 年及以后，IMT 的作用是将众多设备、流程和人类以认知方式连接到全球信息网格，从而为各个垂直行业提供新的机会。考虑到它们不同的发展周期，2030 年后，一系列潜在的进步和垂直转型将继续。数据速率不断提高的趋势将持续到 2030 年，届时室内峰值数据速率可能接近每秒兆兆比特 (Tbit/s)，需要大量可用带宽，从而产生 (亚) 兆兆赫 (THz) 通信。同时，垂直数据流量的很大一部分将是基于测量或与驱动相关的小数据。在大多数情况下，这将需要在紧密控制环路中实现极低的延迟，这可能需要较短的无线延迟，以便有时间进行计算和决策。同时，许多垂直应用中的可靠性和 QoS 要求将增加，以便在需要的地方提供所需的服务。工业设备、流程和未来的触觉应用（包括多流全息应用）将需要严格的时间同步以及对抖动的严格要求。
电网的控制、运行和稳定性特性...
摘要 —本文探讨了电网形成型 III 型风力涡轮机的控制、运行和稳定性特性。本文表明，电网形成运行模式只需要重新设计较慢的有功和无功功率控制环路，而较快的电流控制实现可以与电网跟踪风力涡轮机保持不变。本文还表明，由于有功功率控制速度较慢，电网形成模式下的风力涡轮机运行会导致更高的机械应力。本文通过比较两种运行模式下的序阻抗响应来比较 III 型涡轮机的电网形成和电网跟踪运行模式的稳定性特性。结果发现，电网形成运行模式大大降低了 III 型风力涡轮机和串联补偿输电线路之间发生次同步振荡的风险。此外，电网形成型 III 型风力涡轮机可以在极其薄弱的电网下稳定运行。本文使用 PSCAD 模拟在电网形成和电网跟随模式下运行的 2.5 MW III 型风力涡轮机来证明其研究结果。
用于灵活飞机轨迹跟踪和负载减轻的非线性增量控制
本文提出了一种用于柔性飞机同时进行轨迹跟踪和负载减轻的非线性控制架构。通过利用控制冗余，可以在不降低刚体指令跟踪性能的情况下减轻阵风和机动负载。所提出的控制架构包含四个级联控制环路：位置控制、飞行路径控制、姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响，因此采用非线性动态逆控制。相反，飞行路径动力学受到模型不确定性和大气扰动的干扰；因此采用增量滑模控制。基于 Lyapunov 的分析表明，该方法可以同时降低传统滑模控制方法的模型依赖性和最小可能增益。此外，姿态动力学为严格反馈形式；因此采用增量反步滑模控制。此外，还设计了一种新型负载参考生成器，用于区分执行机动所需的负载和过载负载。负载参考由内环最优机翼控制器实现，而过载负载由襟翼自然化，而不会影响外环跟踪性能。通过空间轨迹跟踪任务和阵风负载缓解任务验证了所提出的控制架构的优点
用于灵活飞机轨迹跟踪和负载减轻的非线性增量控制
本文提出了一种用于柔性飞机同时进行轨迹跟踪和载荷减轻的非线性控制结构。通过利用控制冗余，在不降低刚体指令跟踪性能的情况下减轻了阵风和机动载荷。所提出的控制结构包含四个级联控制环路：位置控制、飞行路径控制、姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响，因此采用非线性动态逆控制。相反，飞行路径动力学受到模型不确定性和大气扰动的干扰；因此采用增量滑模控制。基于 Lyapunov 的分析表明，该方法可以同时降低模型依赖性和传统滑模控制方法的最小可能增益。此外，姿态动力学为严格反馈形式，因此采用增量反步滑模控制。此外，设计了一种新型负载参考生成器，以区分执行机动所需的负载和过载负载。负载参考由内环最优机翼控制器实现，而过载负载由襟翼自然化，而不会影响外环跟踪性能。通过空间冯·卡门湍流场中的轨迹跟踪任务和阵风负载缓解任务验证了所提出的控制架构的优点。
诡计还是热力？使用整流攻击操纵关键的基于温度的控制系统
温度传感和控制系统广泛用于关键过程的闭环控制，例如维持患者的热稳定性，或用于检测与温度相关的危险的报警系统。然而，这些系统的安全性尚未完全探索，留下了潜在的攻击面，可以利用这些攻击面来控制关键系统。在本文中，我们从安全性和安全的角度研究了基于温度的控制系统的可靠性。我们展示了对模拟温度传感组件进行物理级攻击如何导致意想不到的后果和安全风险。例如，我们证明攻击者可以远程操纵婴儿保育箱的温度传感器测量值以引起潜在的安全问题，而不会篡改受害系统或触发自动温度警报。此次攻击利用了运算放大器和仪表放大器中可能产生的非预期整流效应来控制传感器输出，从而诱使受害系统的内部控制环路升温或降温。此外，我们还展示了这种硬件级漏洞的利用如何影响具有相似信号调节过程的不同类别的模拟传感器。我们的实验结果表明，这些系统中通常部署的传统防御措施不足以减轻威胁，因此我们提出了一种低成本异常检测器的原型设计，用于关键应用，以确保温度传感器信号的完整性。
柔性飞机轨迹的非线性增量控制……
本文提出了一种用于柔性飞机同时进行轨迹跟踪和载荷减轻的非线性控制结构。通过利用控制冗余，在不降低刚体指令跟踪性能的情况下减轻了阵风和机动载荷。所提出的控制结构包含四个级联控制环路：位置控制、飞行路径控制、姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响，因此采用非线性动态逆控制。相反，飞行路径动力学受到模型不确定性和大气扰动的干扰；因此采用增量滑模控制。基于 Lyapunov 的分析表明，该方法可以同时降低模型依赖性和传统滑模控制方法的最小可能增益。此外，姿态动力学为严格反馈形式，因此采用增量反步滑模控制。此外，设计了一种新型负载参考生成器，以区分执行机动所需的负载和过载负载。负载参考由内环最优机翼控制器实现，而过载负载由襟翼自然化，而不会影响外环跟踪性能。通过空间冯·卡门湍流场中的轨迹跟踪任务和阵风负载缓解任务验证了所提出的控制架构的优点。
ENCS 课程描述
ENCS 课程描述 ENCS 5300. 纳米材料基础 (3)：本课程重点介绍描述和解释纳米级物质特性的化学、物理和数学概念。它将强调理解自组装过程背后的分子驱动力以及用于表征所得纳米材料的方法所需的基本化学、物理和数学。它还将介绍纳米材料的应用。 ENCS 6010. 高级应用数学 (3)：本课程涵盖高级数学主题，包括线性代数、数值方法、傅里叶分析、离散数学、概率和统计以及代数结构，特别强调在工程和计算科学中的应用。 ENCS 6020. 高级计算 (3)：本课程提供在高端计算机、计算机网络或个人计算机上进行计算的基本知识、技能和工具。主题包括：编程和编程语言；数据结构、算法和计算复杂性；高性能计算；分布式计算；优化；统计数据分析；计算误差分析。还将介绍先进计算技术的选定工程应用。 ENCS 6030. 网络物理系统的建模与仿真 (3)：研究建模、仿真和设计的原理，包括制定规范和对由彼此通信并通过传感器和执行器与物理世界交互的设备组成的网络物理系统进行分析。主题包括同步和异步模型以及定时模型、安全性和活跃性要求以及实时调度。还研究了动态系统和混合系统的建模和仿真的一些方面。 ENCS 6110. 先进机器人系统 (3)：本课程主要介绍机器人变换、运动学、动力学、差分运动、运动和路径规划、操纵和移动控制。高级主题包括：多机器人系统合作和协作任务规划和执行、机器人传感器接口和集成、被动和主动感知、处理和推理。学生将有机会通过实验室动手项目了解机器人软件、传感器和硬件。ENCS 6120。机电一体化系统设计 (3)：本课程旨在涵盖从机电一体化理论的初步知识到基于项目的机电一体化系统设计。本课程的多学科内容包括：机制、电子、传感器、控制策略以及控制环路中的软件、固件和硬件。本课程还讨论了将机电一体化系统与传感器、机器人系统、可编程逻辑控制器 (PLC) 和人机界面集成的技术和技能。成功完成本课程的学生应能够解决需要紧密集成机电一体化组件和子组件以支持嵌入式机电机构和控制系统的多学科工程设计项目。ENCS 6200。工程设计优化 (3)：优化技术的计算机化设计方法。使用设计变量和约束制定优化问题。使用数学模型解决问题，运筹学中的确定性优化方法，线性规划模型，单纯形法，线性规划中的对偶性和灵敏度。非线性优化和多目标函数优化，约束和无约束问题。