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    混合攻击下网络化系统安全控制问题研究

    王誉达  
    【摘要】:2l世纪以来,网络通信技术的发展使得网络化控制系统得到越来越多的重视,并使其获得了巨大发展。由于介质与系统所处外部环境的原因,网络化控制系统的网络资源往往会受到一定的限制,因此如何解决资源受限问题受到了广泛关注。同时,鉴于网络环境的开放性和不确定性,网络攻击对系统的影响也常常被学者们所重视。综合考虑以上问题,本文主要对混合攻击下资源受限的网络化控制系统的控制器设计与滤波问题进行了研究。为了解决网络资源受限问题,本文引入了一种事件触发机制。在此机制下,当且仅当传输数据满足触发条件时数据才会被传输,进而大大地节约了网络资源。对于网络安全方面,本文同时考虑了欺骗攻击、重放攻击、Do S攻击三种常见攻击混合发生的情况,对混合攻击下网络化控制系统的控制器设计和滤波器设计问题进行了研究。本文主要内容如下:第一章对本文的研究背景和意义进行了介绍,并对文中理论推导所需要的引理以及相关符号进行了引入。第二章对混合攻击下事件触发的网络化控制系统的控制器设计问题进行了研究。在此章中,首次建立了一个同时考虑欺骗攻击、重放攻击和Do S攻击的混合攻击的数学模型。需要指出的是,在该混合攻击中,欺骗攻击和重放攻击是随机发生的,Do S攻击是非周期的。同时考虑混合攻击的影响,一个新的事件触发机制被提出来解决网络资源受限问题。在此基础上一个基于事件触发的混合攻击下网络化控制系统模型首次被建立?;诟孟低衬P?本文得到了使系统稳定的充分性条件以及设计的控制器增益矩阵。在本章结尾,一个仿真例子被给出用来证明所提出方法的有效性。另外,本方法与已存方法的对比也被给出。在第三章中,本文对混合攻击下带有输入限制的自适应事件触发的网络化控制系统滤波问题进行了研究。为了更好的利用采样数据,本文在事件触发机制的基础上更新了一种自适应的事件触发机制,该机制的触发参数不再是一个固定的预设值,而是一个满足自适应律的动态参数,这样的机制更能符合不断变化的系统。这样,考虑输入限制的影响,一个基于自适应事件触发的混合攻击下滤波误差系统模型首次被建立。进而本文得到了使滤波误差系统稳定的充分性条件以及设计的滤波器参数矩阵。最后,本文用两个仿真例子证明了所提出方法的有效性。第四章对本文所做的研究做了一个总结,分析了研究的不足并对以后的研究方向进行了展望。


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