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Enregistrement W4378188526 · doi:10.4271/01-16-03-0019

A Novel Flight Dynamics Modeling Using Robust Support Vector Regression against Adversarial Attacks

2023· article· en· W4378188526 sur OpenAlexafffund
Seyed Mohammad Hashemi, Ruxandra Mihaela Botez

Notice bibliographique

RevueSAE International Journal of Aerospace · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdversarial Robustness in Machine Learning
Établissements canadiensÉcole de Technologie Supérieure
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaGovernment of Canada
Mots-clésSupport vector machineFlight dynamicsArtificial intelligenceMathematicsAlgorithmComputer scienceEngineeringAerodynamicsAerospace engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

An accurate Unmanned Aerial System (UAS) Flight Dynamics Model (FDM) allows us to design its efficient controller in early development phases and to increase safety while reducing costs. Flight tests are normally conducted for a pre-established number of flight conditions, and then mathematical methods are used to obtain the FDM for the entire flight envelope. For our UAS-S4 Ehecatl, 216 local FDMs corresponding to different flight conditions were utilized to create its Local Linear Scheduled Flight Dynamics Model (LLS-FDM). The initial flight envelope data containing 216 local FDMs was further augmented using interpolation and extrapolation methodologies, thus increasing the number of trimmed local FDMs of up to 3,642. Relying on this augmented dataset, the Support Vector Machine (SVM) methodology was used as a benchmarking regression algorithm due to its excellent performance when training samples could not be separated linearly. The trained Support Vector Regression (SVR) predicted the FDM for the entire flight envelope. Although the SVR-FDM showed excellent performance, it remained vulnerable to adversarial attacks. Hence, we modified it using an adversarial retraining defense algorithm by transforming it into a Robust SVR-FDM. For validation studies, the quality of predicted UAS-S4 FDM was evaluated based on the Root Locus diagram. The closeness of predicted eigenvalues to the original eigenvalues confirmed the high accuracy of the UAS-S4 SVR-FDM. The SVR prediction accuracy was evaluated at 216 flight conditions, for different numbers of neighbors, and a variety of kernel functions were also considered. In addition, the regression performance was analyzed based on the step response of state variables in the closed-loop control architecture. The SVR-FDM provided the shortest rise time and settling time, but it failed when adversarial attacks were imposed on the SVR. The Robust-SVR-FDM step response properties showed that it could provide more accurate results than the LLS-FDM approach while protecting the controller from adversarial attacks.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,039
Tête enseignante GPT0,315
Écart entre enseignants0,276 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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