信息物理系统在DoS攻击下的事件触发预测控制设计

简介：
本研究探讨了在遭受拒绝服务（DoS）攻击情况下，信息物理系统的事件驱动预测控制策略的设计与实现，旨在提高其安全性和鲁棒性。 针对信息物理系统（CPS）的安全控制设计问题，本段落提出了一种在拒绝服务（DoS）攻击下具有任意有界丢包的事件触发预测控制(ETPC)方法。首先，考虑到DoS攻击能量有限以及其行为的不确定性，将这种攻击描述为一种通信机制下的随机数据丢失现象；其次，在控制器端利用最近一次接收到的状态信息来设计一系列预测性的控制器增益以补偿由于DoS攻击导致的数据包丢失问题；接着，通过Lyapunov稳定性理论及切换系统分析方法探讨了在存在DoS攻击的情况下CPS的安全性，并提供了控制序列的设计方案。所提出的ETPC策略仅依赖于最近一次接收到的状态信息进行操作，无需满足传统CPS稳定性要求的最大允许丢包数限制，从而为大时延的CPS系统的稳定性和控制问题提供了一种有效的解决方案。最后，通过仿真实验验证了该基于事件触发预测控制设计方法的有效性。