ZG
Zhen Gao
Author with expertise in Nanocomposite Dielectric Materials and Insulation
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(0% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
8
/
i10-index:
6
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Adaptive quantized control based on output feedback for nonlinear systems with sensor faults under intermittent DoS attacks

Zhen Gao et al.Jul 17, 2024
Abstract Quantized signal control has been widely recognized as an effective means for conserving communication resources. However, ensuring stability of quantization‐driven nonlinear systems becomes particularly challenging in the presence of intermittent denial‐of‐service (DoS) attacks and sensor failures. This article explores the stable control problem of quantized nonlinear systems subject to DoS attacks. When an attack exists, all signals are unmeasurable. During the dormant phase of a DoS attack, only the quantized output signal is measurable, while there is a deviation between the received signal and the ideal signal due to sensor failure. To address these challenges, a switch‐type quantized observer is designed in this article to estimate unmeasurable state signals. In addition, we integrate the first‐order dynamic filter into the back‐stepping design process, which not only avoid the obstacles arisen from non‐differentiable output signals, but also simplifies the design process. Furthermore, this article adopts a more flexible sector quantizer and derives a set of adaptive laws to compensate for unknown quantization parameters. It is shown that, by utilizing the estimated signal, the proposed quantized adaptive control is able to effectively fight against DoS attacks and also is fault‐tolerant to sensor failures, guaranteeing semi‐globally uniformly ultimately bounded for all closed‐loop signals. Finally, simulation results validate the effectiveness of the proposed theory.
0

Adaptive Security Control Using Output Only for Quantized Nonlinear Systems Under Irregularly Intermittent DoS Attacks

Zhen Gao et al.Jan 1, 2024
Quantized signal-driven control for nonlinear systems is of special interest in practice. However, it is nontrivial in the presence of mismatched uncertainties and intermittent denial of service (DoS) attacks. The underlying problem becomes even more complicated when both the input and output signals are attacked, rendering the state variables and the input signal inaccessible or unavailable for the control design. Only the quantized (and thus nondifferentiable) output signal is available in the absence of attack, making regular backstepping design inapplicable. This article introduces a novel adaptive output feedback control method to tackle the aforementioned challenges. First, we design a gain-switched quantized observer to estimate the unmeasurable state variables. Second, by employing a first-order dynamic filtering technique, we circumvent the nondifferentiability issue of virtual controller arising from the signal quantization. Third, we establish design conditions for the controller parameters. Fourth, we utilize a more comprehensive sector quantizer and develop adaptive estimators to deal with the unknown quantization parameters. Finally, we demonstrate that with the proposed control method, all the closed-loop signals are semiglobally uniformly ultimately bounded (SUUB), and the regulation error can be made small enough by appropriately tuning the design parameters. Numerical simulations confirm the efficacy of the proposed approach.
0

High-Field Frequency Domain Dielectric Properties Analysis of Extra-High-Voltage XLPE Submarine Cable Based on Extended Debye Model

Zhen Gao et al.Apr 11, 2024
This paper is devoted to the use of circuit modelling to analyze the evolution mechanism of dielectric properties of 500 kV Extra-High-Voltage (EHV) submarine cables at different high field strengths, and to promote the application of high-field broadband dielectric spectroscopy in the condition inspection of power equipment. Taking new and aging submarine cables as analysis cases, based on extended Debye model and GA-LMA fusion algorithm, the test results of frequency domain dielectric response (HV-FDS) of high-voltage submarine cables at different test voltages are compared with the calculated results of Debye model parameters. Meanwhile, by identifying the circuit model parameters, the correlation relationship between the characteristic parameters geometric capacitance C 0 and insulation resistance R 0 and the measured voltage is constructed. The results show that the measured results of HV-FDS for new and aged submarine cables are roughly similar to the results calculated by the extended Debye parameter model reconstruction, and the goodness-of-fit values are both greater than 0.9. With the increase of the test voltage, the geometric capacitance C 0 of the new and aged submarine cables does not change significantly, but the insulation resistance R 0 gradually decreases as a function of the measured voltage. The results of this paper provide theoretical support for the application of high-field broadband dielectric spectroscopy in the condition detection and reliability assessment of Extra-High-Voltage submarine cables.