含攻击诊断的非线性信息物理系统安全分布式自适应最优协调
系统与控制
2020-09-29 v1 系统与控制
摘要
本文研究一类非线性大规模信息物理系统（CPSs）在存在网络攻击情况下的分布式最优协调（DOC）问题。提出了一种带攻击诊断的安全 DOC 架构，保证无攻击子系统实现输出一致性并最小化其目标函数之和，而被攻击子系统收敛至预设安全状态。建立了双层 DOC 结构，重点考虑网络层与物理层间的交互，其中设计了命令驱动控制律以产生可证明的最优输出一致性。不同于通常适用于给定故障类型的现有故障诊断方法，攻击诊断侧重于实现对任意恶意行为的检测与隔离。为此，通过精心设计的分布式滤波器生成双重耦合残差。设计了具有规定性能的自适应阈值以增强可检测性与可隔离性。理论上保证任何攻击信号均无法绕过所设计的攻击诊断方法破坏 DOC 算法收敛性，且局部发生的可检测攻击可与来自相邻子系统的传播攻击隔离。多台遥控水下航行器运动协调的仿真结果说明了所提架构的有效性。
引用
@article{arxiv.2009.12739,
title = {Secure distributed adaptive optimal coordination of nonlinear cyber-physical systems with attack diagnosis},
author = {Liwei An and Guang-Hong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.12739},
year = {2020}
}