攻击 V 形：自适应时域 MPC 的弹性
系统与控制
2017-02-02 v1 多智能体系统
摘要
我们引入了控制器与攻击者之间 V 形编队博弈的概念，其中控制器的目标是将被控对象（群集动力学的简单模型）机动到 V 形编队，而攻击者的目标是阻止控制器这样做。V 形编队博弈中的控制器利用我们称为自适应时域 MPC（AMPC）的模型预测控制新公式，赋予它们非凡的能力：我们证明在某些能控性假设下，AMPC 控制器能够以概率 1 达到 V 形编队。我们定义了好几类攻击者，包括那些一步能从鸟群中移除 R 只鸟，或向群集动力学引入随机位移的攻击者。我们考虑了朴素攻击者（其策略纯概率性）和启用 AMPC 的攻击者，使它们在策略上与控制器平起平坐。虽然启用 AMPC 的控制器预期以概率 1 赢得每局博弈，但实际上它受资源约束：其最大预测时域和最大博弈执行步数固定。在这些条件下，攻击者赢得 V 形编队博弈的机会要大得多。我们对 V 形编队博弈的广泛性能评估使用统计模型检验来估计攻击者阻挠控制器的概率。我们的结果表明，对于 R = 1 的移鸟博弈，控制器几乎总是获胜（将鸟群恢复为 V 形编队）。对于 R = 2，博弈结果关键取决于移除哪两只鸟。对于位移博弈，我们的结果再次表明，智能攻击者（即此处使用 AMPC 的攻击者）显著优于其随机执行攻击的朴素对应方。
引用
@article{arxiv.1702.00290,
title = {Attacking the V: On the Resiliency of Adaptive-Horizon MPC},
author = {Scott A. Smolka and Ashish Tiwari and Lukas Esterle and Anna Lukina and Junxing Yang and Radu Grosu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.00290},
year = {2017}
}