抵御时变传感器集合稀疏攻击的安全状态估计
系统与控制
2023-07-24 v2 系统与控制
摘要
本文研究在未知、时变传感器集合遭受稀疏攻击的情况下，具有有界噪声的线性时不变（LTI）系统的安全状态估计问题。换言之，在每个时刻，攻击者可自由选择任意不超过 个传感器的集合并无限制地篡改其测量值。为此，我们提出了一种安全状态估计方案，并在 -稀疏可观测性以及系统矩阵无退化特征值这一温和的技术假设下，保证了有界的估计误差。该方案包含基于局部可观测子空间分解的每个传感器的分散观测器设计。在每个时间步，通过求解一个优化问题融合各传感器的局部估计以获得安全估计，随后对分散观测器执行局部检测与重置过程。结果表明，估计误差被一个仅由系统参数和噪声幅值决定的常数上界所限定。此外，我们优化了检测器阈值以确保良性传感器不会触发检测器。通过将所提算法应用于IEEE 14节点系统基准示例，验证了其有效性。
引用
@article{arxiv.2211.05566,
title = {Secure State Estimation against Sparse Attacks on a Time-varying Set of Sensors},
author = {Zishuo Li and Muhammad Umar B. Niazi and Changxin Liu and Yilin Mo and Karl H. Johansson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.05566},
year = {2023}
}