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轮式移动机器人路径跟踪控制的抗攻击观测器剪枝

最优化与控制 2023-05-02 v1 机器人学 系统与控制 系统与控制

摘要

轮式移动机器人(WMR)的路径跟踪控制已获得大量研究关注,主要因其广泛适用性——例如智能轮椅、勘探辅助远程 WMR。近期 WMR 对远程和自主操作需求的增加导致控制回路中越来越多地使用 IoT 设备。因此,通过虚假数据注入攻击(FDIA)提供了恶意交互的接口。此外,基于优化的 FDIA 已被证明在反馈控制系统中造成灾难性后果,同时绕过任何基于残差的监控系统。由于这些攻击针对系统测量过程,本文聚焦于提升动态观测器对 FDIA 的弹性问题。具体而言,我们提出一种抗攻击剪枝算法,试图将受损通道排除在观测器处理之外。所提剪枝算法以高概率将攻击定位精度提升至 100%100\%,相应提升了底层 UKF 对 FDIA 的弹性。所开发的基于弹性剪枝观测器的改进通过差分驱动轮式移动机器人(DDWMR)双层路径跟踪控制平台在 FDIA 下的数值仿真得到验证。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.03414,
  title  = {Attack-resilient observer pruning for path-tracking control of Wheeled Mobile Robot},
  author = {Yu Zheng and Olugbenga Moses Anubi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.03414},
  year   = {2023}
}

备注

ASME Dynamic Systems and Control Conference (DSCC 2020)