基于矩阵分解的管道流动系统递推滤波

高宏宇; 胡银鸽; 于皓然; 蔡金瑞

doi:10.19292/j.cnki.jdxxp.2026.02.005

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (2) : 284 -290. DOI: 10.19292/j.cnki.jdxxp.2026.02.005

基于矩阵分解的管道流动系统递推滤波

高宏宇, 胡银鸽, 于皓然, 蔡金瑞

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摘要

针对智慧管道监测的能效优化与安全防护双重需求，构建了融合占空比调度(DCS:Duty Cycle Scheduling)与拒绝服务(DoS:Denial of Servic)攻击特征的协同分析模型，创新性整合矩阵分解(MF:Matrix Factorization)技术与新型递推滤波算法。通过建立含多重噪声及随机非线性的离散化管道系统模型和滤波器模型，提出了根据黎卡提差分方程求解的递推滤波算法，并对滤波误差协方差的有界性进行了严格的分析，求出了系统最优的滤波器增益。仿真结果表明，所设计的方法在测量稀疏下可以实现管道系统传感器网络能耗降低的同时，保持输出数据的完整性，且能有效补偿噪声和随机非线性因素造成的状态滤波偏差，能实现对管道系统流量与压力的精确滤波。