在混合网络攻击下共同设计动态事件触发机制和基于观察者的控制网络系统:基于GA-LMI的方法

科学领域:

• 控制系统工程 控制系统工程
• 网络安全 网络安全
• 网络化系统 网络化系统

背景情况:

• 网络控制系统 (NCS) 容易受到混合网络攻击,如虚假数据注入和重复攻击.
• 动态事件触发机制 (DETM) 可以减少网络负载,但需要仔细选择参数.
• 由于预定义的DETM参数,现有的共同设计方法可能缺乏灵活性.

研究的目的:

• 在混合网络攻击下,为NCS中的基于观察者的控制器和DETM开发一个强大的共同设计框架.
• 为了提高系统稳定性和H-infinity性能,同时最大限度地减少网络通信.
• 提出一种灵活的共同设计方法,共同优化控制器和DETM参数.

主要方法:

• 使用独立的伯努利过程建模混合网络攻击.
• 导出稳定性和H无限性性能分析的非线性矩阵不等式.
• 采用变量转换和矩阵分解来实现控制器增益脱.
• 开发基于基因算法-线性矩阵不等式 (GA-LMI) 的共同设计算法.

主要成果:

• 拟议的GA-LMI联合设计方法有效地优化了控制器和DETM参数.
• 与混合网络攻击下的现有方法相比,实现了优越的H-infinity性能.
• 通过动态事件触发机制证明了网络负载的降低.
• 在buck直流-直流转换器系统上验证了有效性和低保守性.

结论:

• 基于GA-LMI的共同设计框架为NCS安全提供了灵活有效的解决方案.
• 这种方法确保了系统的稳定性和性能,可以应对复杂的网络威胁.
• 这种方法提供了一个实用的策略,以保护NCS与有限的通信带宽.