网络攻击下一类线性多智能体系统的安全协同控制

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shena011
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本课题以遭受攻击的线性多智能体系统为被控对象,分别考虑了攻击引起拓扑图随机切换、欺骗攻击等情况,结合图论知识、切换控制方法、输出反馈控制方法、事件触发控制方法,研究其安全单组协同控制和分组协同控制问题。主要工作包含以下三个方面:1.针对一类通信拓扑遭受随机攻击且部分状态不可获得的线性多智能体系统,提出了基于观测器的分布式切换控制策略,实现了安全一致性控制。由于攻击导致拓扑图的随机切换,采用马尔科夫过程来模拟拓扑切换的随机性,并利用Riccati方程和Riccati不等式的解计算反馈增益。考虑到部分状态无法获得的情况,利用分布式观测器重构系统状态。基于此,设计基于观测器的分布式安全一致控制策略来抑制攻击,实现均方意义下的领导-跟随安全一致性控制。2.针对一类协同误差信息遭受欺骗攻击的线性多智能体系统,提出了基于协同误差观测器的事件触发安全控制策略。考虑到智能体内部的通信链路会随机遭受到欺骗攻击,其中,采用伯努利序列来模拟遭受欺骗攻击的随机性;本文设计的协同误差观测器可以估计智能体之间的相对误差总和;基于来自该协同误差观测器的估计信号,引入了具有事件触发机制的一致性控制策略,依据触发函数来确定控制器是否更新,减少了控制器的更新次数,节约了通信资源,实现均方意义下的安全一致性控制,并且证明不存在Zeno行为。3.针对有向无环拓扑下输出信息遭受攻击的线性多智能体系统,提出了基于滑模观测器的安全分组一致控制策略。利用等价变换概念将系统状态进行重新转换,分为可测量部分和不可测量部分,并提出滑模观测器来估计遭受攻击的系统的状态,进一步,设计基于滑模观测器的安全分组一致控制策略。通过分析证明在满足有向无环拓扑相互作用的情况下,分组一致性控制与智能体之间的耦合强度无关,并给出稳定性分析及仿真证实所设计的控制策略可以使系统达到安全分组一致性控制。综上,本文研究受攻击的线性多智能体系统的安全协同控制问题,利用状态观测器重构系统状态、协同误差观测器估计智能体间的误差之和、事件触发机制节约通信资源和自适应滑模观测器处理系统的不确定性,分别设计基于状态观测器的分布式切换控制策略、基于协同误差观测器的事件触发安全控制策略和基于自适应滑模观测器的分组一致性控制策略,实现线性多智能体系统的安全协同控制。
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