资源受限下网络化互联系统安全控制研究

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现实生活中电力系统、数字通信系统、航天系统等系统结构越来越复杂、关联性越来越强,这些系统通常是由分布在大区域的耦合互联的子系统组成的,即为互联系统。由于网络带宽的限制因素,网络化互联系统的通信常常会受到一定程度上的限制,因此如何缓解网络带宽压力成为亟待解决的问题。网络环境充满不确定性,互联系统可能遭受不同类型的网络攻击,如何处理网络攻击对系统的影响也十分重要,值得我们进行深入探讨。综合考虑上述提及的问题,本文主要针对混合网络攻击下资源受限的网络化互联系统的稳定性及控制器设计进行研究。本文主要内容如下:1.研究具有混合网络攻击的网络化互联系统的安全自适应事件触发控制器设计。首先,采用自适应事件触发机制,通过动态调整阈值来节省有限的网络带宽。考虑到重放攻击和欺骗攻击的影响,为网络化互联系统建立一个新的控制输入的模型。基于混合网络攻击和自适应事件触发机制,建立一个新的网络化互联系统的数学模型。根据所建立的闭环系统模型,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,得到系统渐近稳定性的充分条件,并给出控制器的设计算法。最后,通过一个仿真实例,证明该理论结果的有效性。2.基于自适应事件触发机制,本文研究遭受包含欺骗攻击和拒绝服务(DoS)攻击的网络化互联系统的输出反馈安全控制问题。重点在于设计一种同时考虑到自适应事件触发机制和分散输出反馈控制方案,使遭受混合网络攻击的网络化互联系统可以稳定运行。考虑到混合网络攻击的影响,建立一个基于自适应事件触发的网络化互联系统模型。利用LMI方法和Lyapunov稳定性理论,得到闭环系统指数均方稳定的充分条件。通过一个仿真实例,验证了所提出的输出反馈控制算法是有效的,可以保证系统稳定运行。
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