随机网络攻击和资源受限下网络化系统的若干问题研究

发布时间：2020-04-11 03:08

【摘要】：本文主要讨论了在资源受限和随机网络攻击影响下的网络化系统的可靠性问题、滤波器设计问题和分布式状态估计器问题。由于资源受限问题和数据通信安全问题对当前网络化系统的研究具有重要的理论和实践意义,因此受到了国内外学者的广泛的研究。为了充分利用共享网络中的有限资源,本文引入了由时间触发机制和事件触发机制组成的混合触发机制,其中这两者间的随机切换率由满足伯努利分布的变量描述。本文通过综合考虑网络诱导时滞、丢包和随机网络攻击对设计系统的影响,利用李雅普诺夫稳定性理论和自由权矩阵方法得到使系统稳定的充分性条件,借助线性矩阵不等式技术获得精确的设计方案。本文主要按照以下的框架描述:第一章节详细描述了本文的研究背景及课题进行的意义,给出了本文各章节的主要研究内容,并且给出了需要的引理、推论以及符号说明。第二章综合考虑随机网络攻击和量化的影响,讨论了基于混合触发机制的TS模糊网络控制系统的镇定问题。本章通过引入混合触发机制和量化机制来减轻网络数据的传输压力,有效的缓解了网络资源受限的问题。综合考虑时滞、丢包以及随机网络攻击的影响,利用T-S模糊方法对网络控制系统进行数学建模,通过李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术得到使系统稳定的充分性条件,并且给出了控制器增益精确的表达式。最后,本文通过实例进行仿真用来验证提出方案的有效性。第三章主要研究了网络化系统下基于混合触发机制和随机网络攻击的Hinfinity滤波器设计问题。为了减轻网络负荷,本章同样引入混合触发机制,在综合考虑网络诱导时滞、丢包和随机网络攻击的影响下,建立了网络化系统下的滤波误差系统,并利用李雅普诺夫泛函分析了H-infinity的滤波误差系统的稳定性条件,通过线性矩阵不等式技术得到了滤波器参数的精确表达式。最后,利用两个算例来验证了设计方案的有效性。第四章基于传感器网络对事件触发机制和网络攻击下的分布式状态估计系统进行了研究与设计。通过传感器网络和分布式事件触发机制的结合,每个传感器之间相互独立并且有一个对应的事件触发机制与之相连用于决定当前采集的数据是否传输到网络中,减少网络数据传输量。本章中网络攻击发生的概率是由满足伯努利分布的随机变量来控制,在充分考虑时滞、丢包和攻击对网络传输信道的影响,本章建立了分布式状态估计误差系统,并利用李雅普诺夫泛函得到系统稳定性的充分性条件。同时,本章利用线性矩阵不等式技术给出了状态估计器之间非耦合增益和耦合增益的精确表达。最后,通过实例来验证设计的分布式状态估计系统的可行性。第五章对本文的主要研究内容进行了简要总结,并指出本文存在的研究不足以及对之后的研究方向进行预测和展望。
【图文】：

Case1中x(t)的状态响应图

Case2中x(t)的状态响应图
【学位授予单位】：南京财经大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP393.08;TN713

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本文编号：2623066