1.PSATPAST电力系统软件
2.5.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(一)
3.Linux下使用Netfilter框架编写内核模块
4.7.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(三)
5.linux内核通信核心技术：Netlink源码分析和实例分析

PSATPAST电力系统软件

       PSAT，系统即Power System Analysis 源码Toolbox，是系统一个功能强大的电力系统分析软件包，它提供了多种关键功能。源码首先，系统PF-潮流计算是源码中介超市源码研究电力系统问题的基础，采用标准牛顿-拉夫逊算法和快速解耦算法，系统用户可以方便地通过*.mdl或*.m文件进行计算，源码并查看母线电压相角、系统有功和无功等详细结果。源码潮流计算结果支持文本格式输出，系统便于与其他电力系统分析软件配合使用。源码

       OPF-最优潮流采用Mehrotra预测-修改的系统内点法，支持多种目标函数，源码为电力系统优化提供了强大工具。系统SSSA-小信号分析则针对低频振荡问题，通过解析法计算Jacobian矩阵，确保了分析的精确性，对于跨大区输电安全至关重要。

       此外，TDS-时域仿真通过修改系统参数和专用故障描述文件实现，用户可以根据研究需要动态调整模型。PSAT的GUI-用户界面直观易用，支持丰富的模型库，包括潮流模型（如母线、git 大量源码变压器等）、电力市场模型、断路器模型、测量元件模型、电机模型、负荷模型、控制器模型（如调速器、PSS等）、FACTS技术模型（如SVC、TCSC等）、直流输电模型以及分布式发电系统模型（如风机模型）等，满足不同电力系统元件和问题的研究需求。

       值得一提的是，由于其开源的特性，用户可以根据个人研究兴趣修改PSAT的源代码，将其与控制科学、信号处理等领域的最新思想结合，进行深度研究和创新。整体而言，PSAT是电力系统仿真计算的强大工具，为科研和实际应用提供了广泛的可能性。

5.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(一)

       粒子滤波器这部分内容较为复杂，涉及众多理论与数据结构，我们将分多个部分进行介绍。预约网源码本部分内容主要对pf文件夹进行简要分析，包括蒙特卡罗定位在pf中的代码实现、KLD采样算法的理论介绍及其在pf中的具体实现。

       pf文件夹主要由以下部分组成：3✖3对称矩阵的特征值和特征向量的分解、kdtree的创建与维护方法、Gaussian模型与概率密度模型采样生成粒子、三维列向量、三维矩阵、实现pose的向量运算、局部到全局坐标的转换以及全局坐标到局部坐标的转换。

       接下来，我们将对各个头文件进行简要分析。

       粒子滤波器是AMCL定位的理论基础，属于粒子滤波的一种。关于粒子滤波的原理及代码效果演示，可以参考相关资料。

       AMCL包中的粒子滤波器作用如下：首先，参考pf.cpp中的pf_update_action函数，了解sample_motion_model代码实现；其次，参考pf.cpp中的pf_update_sensor函数，了解measurement_model的代码实现。

       AMCL引入KLD采样理论，对蒙特卡罗定位进行再次改进。参考《概率机器人》第8章，广告源码实现讨论粒子滤波器的效率及采样集大小的重要性。KLD采样是蒙特卡罗定位的一个变种，它能随时间改变粒子数，降低计算资源的浪费。

       3.1 KLD_Sampling_MCL算法介绍：算法将以前的采样集合、地图和最新的控制及测量作为输入，要求统计误差界限err和sigma。在满足统计界限之前，KLD采样将一直产生粒子。算法产生新粒子，直到粒子数M超过Mx和使用者定义的最小值Mx（min）。

       3.2 KLD采样算法在AMCL包中的具体应用：代码在pf.cpp中的pf_update_resample函数中实现。接下来，我们将详细分析pf文件夹里每个CPP文件的代码逻辑。

Linux下使用Netfilter框架编写内核模块

       上篇文章我们从内核源码的角度分析Linux Netfilter框架下，hook钩子是如何被执行的，这次我们将通过一个示例代码，详细讲解如何利用Netfilter框架编写内核模块。

       为了更好地理解，我绘制了一张图，通过源码中的具体实例，展示了自定义的钩子函数在内核中的位置。在内核中，有一个全局变量net_namespace_list链表，佳能python源码系统中所有的网络命名空间都挂载在这个链表上。系统默认的网络命名空间是init_net，内核启动时，会在初始化网络命名空间net_ns_init中调用setup_net将init_net挂在net_namespace_list链表上。当我们新增hook钩子时，通常都是将其挂载在net_namespace_list链表对应的网络命名空间上。

       接下来，我们将开始编写一个基于netfilter框架的简单内核模块。首先，我们需要声明一个hook函数，然后定义一个nf_hook_ops。

       ①我们在IP层（网络层）对网络包进行处理，这里.pf = NFPROTO_INET；

       ②hook点在PREROUTING链上，这里.hooknum = NF_INET_PRE_ROUTING；

       ③hook函数在此链上执行的优先级设置为最高，即.priority = NF_IP_PRI_FIRST；

       ④设置hook函数为我们前面自定义的函数，即.hook = (nf_hookfn *)packet_filter。

       然后，我们需要在内核模块的init函数中注册该nf_hook_ops。

       接下来是自定义的hook函数的具体实现。在hook函数中，我们只需简单地打印出源、目的IP和端口信息。

       最后，我们需要注销自定义的hook钩子，并在内核模块退出时完成这一操作。

       在编写Makefile、所需的头文件、编译并插入模块之后，我们可以在系统日志中看到相关输出。

       在测试完成后，别忘了卸载内核模块，以完成整个操作。

       至此，我们的内核模块编写任务就完成了。

7.AMCL包源码分析 | 粒子滤波器模型与pf文件夹(三)

       在上一讲中，我们深入探讨了pf.cpp文件，它将Augmented-MCL算法和KLD-sampling算法融合使用。重点在于pf_pdf_gaussian_sample(pdf)函数、pf_init_model_fn_t初始化模型以及pf->random_pose_fn方法进行粒子初始化。粒子的插入和存储采用kd树数据结构，同时kd树也表达直方图的k个bins，通过叶子节点数展现。

       本讲聚焦kd树在粒子滤波器模型中的作用（pf_kdtree.cpp）、概率密度函数pdf与特征值分解的关系（eig3.cpp、pf_vector.cpp）以及如何利用pdf生成随机位姿（pf_pdf.cpp），同时解释kd树与直方图的对应关系。

       在概率密度函数pdf的创建中，我们首先定义一个高斯PDF结构体pf_pdf_gaussian_t，包含均值和协方差的描述，接着进行协方差矩阵的分解，通过Housholder算子和QR分解完成特征值分解过程。

       通过pdf结构体实现随机位姿的生成，具体在pf_pdf.cpp中pf_pdf_gaussian_sample函数实现，使用无均值带标准差的高斯分布进行生成。

       kd树数据结构在pf_kdtree.cpp中定义，包括节点和树的初始化，以及新位姿的插入。kd树的插入依据树的性质，通过计算max_split、中位数和分支点维数来定位新节点位置。查找节点和计算给定位姿权重则通过kd树结构实现，最终将树中叶子节点打标签，以统计特性如均值和协方差计算整个粒子集。

       kd树在AMCL中承担直方图功能，以叶子节点数目表示bin个数（k），概率密度函数pdf依赖于输入的均值和协方差生成，用于随机位姿的产生。此外，kd树还用于判断粒子集是否收敛。最后，kd树表达直方图的过程在pf.cpp中pf_update_resample函数中实现，而pf_resample_limit函数用于设定采样限制。

       kd树在粒子滤波器模型中的作用包括存储粒子样本集、查找和插入新位姿，以及统计特性计算。概率密度函数pdf的使用除了初始化粒子位姿外，还有判断粒子收敛的作用。下一讲将探讨amcl_node.cpp的处理内容，包括初始位姿、激光数据和坐标系转换，以及粒子滤波器pf的运用。

linux内核通信核心技术：Netlink源码分析和实例分析

       Linux内核通信核心技术：Netlink源码分析和实例分析

       什么是netlink？Linux内核中一个用于解决内核态和用户态交互问题的机制。相比其他方法，netlink提供了更安全高效的交互方式。它广泛应用于多种场景，例如路由、用户态socket协议、防火墙、netfilter子系统等。

       Netlink内核代码走读：内核代码位于net/netlink/目录下，包括头文件和实现文件。头文件在include目录，提供了辅助函数、宏定义和数据结构，对理解消息结构非常有帮助。关键文件如af_netlink.c，其中netlink_proto_init函数注册了netlink协议族，使内核支持netlink。

       在客户端创建netlink socket时，使用PF_NETLINK表示协议族，SOCK_RAW表示原始协议包，NETLINK_USER表示自定义协议字段。sock_register函数注册协议到内核中，以便在创建socket时使用。

       Netlink用户态和内核交互过程：主要通过socket通信实现，包括server端和client端。netlink操作基于sockaddr_nl协议套接字，nl_family制定协议族，nl_pid表示进程pid，nl_groups用于多播。消息体由nlmsghdr和msghdr组成，用于发送和接收消息。内核创建socket并监听，用户态创建连接并收发信息。

       Netlink关键数据结构和函数：sockaddr_nl用于表示地址，nlmsghdr作为消息头部，msghdr用于用户态发送消息。内核函数如netlink_kernel_create用于创建内核socket，netlink_unicast和netlink_broadcast用于单播和多播。

       Netlink用户态建立连接和收发信息：提供测试例子代码，代码在github仓库中，可自行测试。核心代码包括接收函数打印接收到的消息。

       总结：Netlink是一个强大的内核和用户空间交互方式，适用于主动交互场景，如内核数据审计、安全触发等。早期iptables使用netlink下发配置指令，但在iptables后期代码中，使用了iptc库，核心思路是使用setsockops和copy_from_user。对于配置下发场景，netlink非常实用。

       链接：内核通信之Netlink源码分析和实例分析