DoS攻击下CPS综合安全控制与通讯的协同设计方法研究

发布时间：2024-04-17 20:49

　　信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)是在传统控制系统的基础上引入网络后集计算、通信和控制等技术于一体的复杂系统。因其在性能方面的优越性,CPS被广泛应用于智能电网、能源互联网、智能交通等关系国计民生的重大行业领域。然而,由于CPS自身结构的复杂性与网络的开放性等因素引发的物理设备故障与网络攻击使CPS安全防护问题变得尤为突出与紧迫,近年来发生的一系列CPS安全事件可以看出拒绝服务(Denial-of-Service,DoS)攻击发生最为频繁。此外,CPS中海量的感知数据在有限的网络资源下,传输与计算使得CPS的研究更注重资源的有效利用与优化配置。因此,在有效节约网络资源前提下确保CPS安全运行,对于CPS无疑意义是深远的。目前,对于CPS安全控制问题的研究虽已取得不少成果,但对故障与攻击并发的CPS综合安全控制问题涉及尚少。因此,借鉴容错控制的思想,本文将采用离散事件触发通讯机制(Discrete Event-Triggered Communication Scheme,DETCS),针对具有执行器故障与有限能量DoS攻击的CPS,研究CPS综合安全控...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的目的和意义
    1.2 CPS安全控制研究综述
        1.2.1 CPS物理安全研究概述
        1.2.2 CPS信息安全研究概述
        1.2.3 CPS综合安全研究概述
    1.3 DoS攻击下CPS综合安全控制面临的问题
    1.4 主要研究内容及章节安排
第2章 DoS攻击下CPS综合安全控制架构与模型建立
    2.1 引言
    2.2 DoS攻击下CPS综合安全控制架构的建立
        2.2.1 DoS攻击下CPS主动容错/被动容侵安全控制架构与数据传输
        2.2.2 DoS攻击下CPS主动容错/主被动容侵安全控制架构与数据传输
    2.3 DETCS触发条件及相关时延区间分析
    2.4 DoS攻击下的闭环故障CPS模型建立
    2.5 准备知识
        2.5.1 相关引理
        2.5.2 相关定义
    2.6 本章小结
第3章 DoS攻击下CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计研究
    3.1 引言
    3.2 DoS攻击下鲁棒H_∞状态与故障观测器设计
        3.2.1 状态与故障估计增广误差系统
        3.2.2 DoS攻击下鲁棒H_∞状态与故障观测器设计方法
    3.3 DoS攻击下CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计
        3.3.1 设计目标
        3.3.2 DoS攻击下CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计方法
        3.3.3 仿真实验与结果分析
    3.4 本章小结
第4章 DoS攻击下多目标约束CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计研究
    4.1 引言
    4.2 DoS攻击下多目标约束状态与故障观测器设计
        4.2.1 具有α-稳定性的状态与故障估计增广误差系统
        4.2.2 多目标约束状态与故障观测器设计方法
    4.3 DoS攻击下多目标约束CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计
        4.3.1 设计目标
        4.3.2 多目标约束CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计方法
        4.3.3 仿真验证与相容性分析
    4.4 本章小结
第5章 DoS攻击下CPS主动容错/主被动容侵与通讯的协同设计研究
    5.1 引言
    5.2 DoS攻击检测机制与控制量补偿策略
        5.2.1 基于系统最大允许时延的DoS攻击检测机制
        5.2.2 DoS攻击下控制量补偿策略
        5.2.3 DoS攻击检测与控制量补偿算法
    5.3 DoS攻击下CPS主动容错/主被动容侵与通讯的协同设计
        5.3.1 DoS攻击下CPS主动容错/被动容侵与通讯的协同设计方法
        5.3.2 DoS攻击下CPS主动容错/主被动容侵与通讯的协同设计方法
    5.4 仿真实验与结果分析
    5.5 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3956904