拒绝服务攻击下网络系统控制与调度的联合最优设计

我们考虑在网络化控制系统背景下，随机拒绝服务（DoS）攻击下控制与调度的联合设计。传感器对系统输出进行测量，并通过丢包链路将其动态状态估计转发给远程控制器。控制器利用接收到的估计值确定过程的最优控制律。攻击者旨在通过针对传感器—控制器信道的DoS攻击提高丢包率，从而恶化控制性能。我们假设控制器与攻击者在博弈论意义下均为理性的，并建立部分可观测随机博弈以推导调度与控制的最优联合设计。利用动态规划，我们证明控制与调度策略可分别设计而不损失最优性，使该问题等价于完全信息博弈。我们采用Nash Q-learning求解该问题，并证明所得解保证构成一个$\epsilon$-Nash均衡。数值算例说明了控制性能与通信代价之间的权衡。