スイッチング非線形システムにおける偽データ注入攻撃および入力飽和制約下での適応性能制御

科学分野:

• 制御システム工学
• 非線形ダイナミクス
• サイバーセキュリティ

背景:

• スイッチング非線形システムは、偽データ注入（FDI）攻撃に対して脆弱です。
• 暗黙の摂動と入力飽和は、既存の制御および摂動オブザーバー पद्धत に課題をもたらします。
• 現在の規定性能制御は、入力飽和下では効果が不足しています。

研究 の 目的:

• 偽データ注入攻撃、複合摂動、および入力飽和下でのスイッチング非線形システムのための適応性能制御戦略を開発すること。
• 暗黙の摂動を処理する既存の摂動オブザーバーの限界に対処すること。
• 入力飽和が存在する場合の従来の पद्धत の非効果を克服すること。

主な方法:

• 暗黙の不一致摂動を再構築するための動的ハイゲインを使用した新しいスイッチング非線形摂動オブザーバー。
• 一致摂動を補償するための適応更新則。
• 入力飽和と追跡性能のバランスをとるための修正された固定時間性能関数。
• 偽データ注入攻撃の影響を軽減するためのバックステッピング制御内のニューラルネットワーク近似。

主要な成果:

• 提案された摂動オブザーバーは、暗黙の不一致摂動を効果的に再構築します。
• 適応更新則は、一致摂動を正常に補償します。
• 修正された性能関数は、入力飽和と追跡のバランスをとります。
• ニューラルネットワーク近似は、偽データ注入攻撃の影響を軽減します。
• シミュレーション結果は、効果的な追跡制御を示しています。

結論:

• 開発された適応性能制御戦略は、偽データ注入攻撃、複合摂動、および入力飽和下でのスイッチング非線形システムを効果的に管理します。
• 新しい摂動オブザーバーと適応制御技術は、システムの回復力と性能を向上させます。
• この戦略は、複雑な制御シナリオに対して柔軟で堅牢なソリューションを提供します。