网络攻击下基于事件触发的网络控制技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuyongliang0907
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自20世纪八十年代起,计算机网络广泛进入自动控制领域,随着计算机与通信技术迅猛发展及控制系统规模日益扩大,基于现场总线等通信网络的网络控制系统得到广泛应用。但通信网络的介入也会带来诸多问题,例如:资源受限、通信时延、错序丢包、网络攻击等。针对资源受限,现有网络控制系统研究利用事件触发以降低数据传输和控制器计算代价,但现有触发机制不能充分利用被控系统实时信息。研究网络攻击时,并未充分考虑累加型网络攻击和间歇性欺骗网络攻击对被控系统的影响,而基于事件触发的网络控制系统耗散性研究还未出现。本文针对现有研究不足,对网络控制系统中事件触发机制、网络攻击及其耗散控制等问题进行深入研究,获得一系列有意义的研究成果。本文主要研究内容分别如下:首先,针对随机网络攻击下网络控制系统设计分布式自适应事件触发机制,假设网络遭受普通网络攻击和累加型网络攻击,根据其统计特性获得闭环系统模型,进而利用通信时延和网络攻击时延进行混合时延相关下泛函构造,并利用新型积分不等式和交互凸组合技术等,建立保守性较小且以易于验证的事件触发和控制器的综合设计方案。然后,针对间歇性网络攻击下具有外部干扰的网络控制系统,设计干扰敏感型自适应事件触发机制,建立相应的网络攻击模型,并基于攻击特性设计切换控制器,然后构造两个混合时延相关下增广指数型泛函,获得闭环系统全局指数稳定的充分性条件,进而借助矩阵变换和变量替换等技术建立基于线性矩阵不等式的事件触发和控制器的综合设计方案,并给出利用指数衰减率计算网络攻击发生的最小间歇性间隔算法。最后,针对具有外部干扰和参数不确定性的网络控制系统,改进上述干扰敏感型自适应事件触发机制,并结合状态反馈控制器建立闭环系统模型,充分利用通信时延和时变触发阈值构造增广指数型泛函,获得确保闭环系统稳定性和耗散性的充分性条件并给出事件触发和控制器的综合设计。通过选择合适耗散参数求解耗散性、_∞控制、无源性、及_∞控制与无源性结合等性能下的控制器增益与事件触发参数。
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