河北省智能数据信息处理与控制重点实验室依托控制科学与工程、电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术几大学科,其控制理论与控制工程学科经过多年的积累与发展,不断提升水平、提炼特色,被评为河北省重点发展学科,机电工程教育创新高地(含电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化两个特色专业)被评为为河北省高等学校本科教育创新高地。实验室拥有电气工程及其自动化省级教学团队,唐山市科技创新团队,目前本实验室成员博士教师比例达52.8%,参加过国家自然科学基金以及河北省自然科学基金项目。其余多数教师主持过市级课题研究项目,具备丰富的理论知识与研究经验。实验室主要分为智能信息处理与信息安全,新型光电器件及数据处理,智能控制算法及其应用三个方向。
1.智能信息处理与信息安全
(1)研究数据预处理技术,开展ETL和参数模型的研究,为数据分析提供高质量数据。研究数据分析技术,开展机器学习算法的研究,对预处理后的数据进行分析,为行业决策提供数据支持。(2)针对传统优化算法的缺点及对高维度数据或大数据易陷入局部最优的问题,开展自适应理论、多策略融合及知识驱动理论的研究,提出自适应智能算法、多策略智能算法,应用到解决大数据优化问题中。(3)研究面向黑盒模型的图像识别对抗技术,涉及到对抗样本生成、替代模型构建和对抗样本筛选问题。主要目的是生成低噪声对抗样本、实现有限次目标模型探测,以及高可转移性对抗样本度量,改善黑盒模型攻击效果,降低暴露概率。(4)研究智能终端的密钥和代码信息隐藏、移动互联网实时交互应用的隐蔽通信。从设计机理、优化方法、安全对抗机制三个基本问题出发,建立基于移动智能终端的隐蔽通信原型系统,进行理论和技术验证。同时,将智能对抗与信息隐藏相结合,研究移动网络和物联网环境下新型对抗模式。目前取得的成果:立项相关科研项目2项,经费24.25万元,其中一项为国家自然科学基金合作项目;获得受理(授权)发明专利5项;发表相关论文4篇,其中SCI收录论文3篇;科技成果转化1项。
图1 大数据技术实验室
2.新型光电器件及数据处理
(1)建立结构简单的保偏微结构光纤理论模型,基于表面等离子共振效应和模式耦合理论,研究不同方式非对称因素的引入对微结构光纤偏振相关谐振耦合强度的影响规律,并设计出多种通信波带高消光比、低插入损耗、微型化、宽带宽微结构光纤滤波器、波分复用器、偏振分束器和传感器。(2)针对如何解决经典算法的检测性能低、复杂度高等问题进行研究,对经典算法进行改进;针对如何提高NOMA系统容量的问题进行研究;针对如何降低系统上行链路的传输时延和减少信令开销、提升小区服务用户。(3)针对疾病标志物现场快速诊断的需求,开展用于多种疾病检测的便携式POCT设备及配套的电化学传感器的研制,利用研制的POCT设备与传统的酶联免疫检测法/电化学发光测试方法对质控血清样本进行比对测试研究,开展疾病临床测试研究。目前取得的成果:完成和立项相关科研项目9项;获得受理(授权)专利12项,其中发明专利5项,实用新型专利7项;发表相关论文13篇,专著1部;科技成果转化6项。
图2 移动通信系统实验室
3.智能控制算法及其应用
(1)聚焦化工工艺参数的预测模型,深入研究人工智能算法,寻找最优参数组合,设计有效的工艺参数优化方法。(2)聚焦电动汽车控制问题,深入研究人工智能算法,结合电动汽车的动力学模型、转向差速模型,寻找解决电动汽车转向与横摆稳定的控制算法,并研究其可行性。(3)聚焦于人工智能和轧制工业优化,深入研究高维多目标进化算法,并将理论研究成果应用到冷轧过程建模和负荷分配优化中,并将优化结果应有于生产实践,验证理论研究结果的可行性和有效性。目前取得的成果:完成和立项相关科研项目7项;获得受理(授权)专利10项,其中发明专利5项,实用新型专利5项;发表相关论文11篇;科技成果转化5项。
图3 DSP/ARM系统实验室