Diseño de observador basado en datos muestreados y controlador resiliente activado por eventos para sistemas...

Área de la Ciencia:

• Seguridad de Sistemas Ciberfísicos
• Teoría de Control
• Sistemas en Red

Sus antecedentes:

• Los sistemas ciberfísicos (CPS) son vulnerables a sofisticados ataques de red.
• Los ataques mixtos, incluidos la inyección de datos falsos (FDI) y la denegación de servicio (DoS), plantean importantes desafíos de seguridad.
• Los métodos de control existentes a menudo luchan con las restricciones de transmisión y la información de estado incompleta.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de control seguro para CPS bajo ataques simultáneos de FDI y DoS.
• Diseñar un observador de datos muestreados para la estimación de estados y la reconstrucción de ataques FDI.
• Introducir un mecanismo resiliente activado por eventos (ETM) para mitigar los ataques DoS.

Principales métodos:

• Se diseñó un novedoso observador de datos muestreados para estimar los estados del sistema y reconstruir los ataques FDI.
• Se desarrolló un mecanismo resiliente activado por eventos (ETM) para tolerar ataques DoS con energía acotada.
• Se construyó un controlador activado por eventos basado en observador integrando el observador y el ETM.

Principales resultados:

• El controlador propuesto garantiza una convergencia asintóticamente acotada bajo ataques mixtos.
• El enfoque compensa eficazmente los ataques FDI y tolera los ataques DoS.
• Las simulaciones en un sistema de tres tanques y un sistema de péndulo invertido demostraron un rendimiento superior.

Conclusiones:

• El controlador activado por eventos basado en observador desarrollado proporciona una seguridad robusta para CPS contra ataques de red mixtos.
• El método supera las limitaciones de las restricciones de transmisión y las mediciones de estado parciales.
• El enfoque ofrece una solución prometedora para la operación segura y resiliente de CPS.