×
董乐伟;徐慧玲;张立明;李正才;陈玉清

基于可调比例积分多变量观测器的网络物理系统FDI攻击动态重构与安全控制。 （英语） Zbl 1511.93054号

申请。数学。计算。 443，文章ID 127762，16 p.（2023）.
摘要：本文研究了具有干扰的网络物理系统（CPS）的虚假数据注入（FDI）攻击动态重构和安全控制问题。同时考虑了FDI对执行器通道和传感器通道的攻击，将作用于系统侧的攻击信号视为时变信号。首先，设计了一种新的可调比例积分多变量观测器（APIMO）方案，用于同步重建系统状态、执行器FDI攻击和传感器FDI攻击。特别是，攻击信号瞬时增量的影响被衰减，这使得所提出的APIMO方案在重构时变攻击信号方面更为有利。其次，结合鲁棒衰减技术，设计了一种基于APIMO的具有校正能力的安全控制器，使得离散时间CPS以H_（infty）性能指标达到渐近稳定。最后，通过仿真实例和与现有结果的对比实验，验证了所开发策略的可行性和优越性。

引用于1文件

MSC公司：

93立方厘米 控制理论中的非线性系统
93亿B51 设计技术（稳健设计、计算机辅助设计等）

关键词：

计算机物理系统;虚假数据注入攻击;可调比例积分;多变量观测器;安全控制
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{L.Dong}等人，应用。数学。计算。443，文章ID 127762，16 p.（2023；Zbl 1511.93054）
全文： DOI程序

参考文献：

[1] 张，D。；王庆国。；冯·G。；Shi，Y。；Vasilakos，A.V.，《工业网络物理系统攻击检测、估计和控制调查》，ISA Trans。，116, 1-16 (2021)
[2] Sedjelmaci，H.（Sedjelmaci，H.）。；塞努奇，S.M。；Ansari，N.，增强无人机网络中致命网络攻击安全性的分层检测和响应系统，IEEE Trans。系统。人类网络。系统。，48, 9, 1594-1606 (2018)
[3] Kim，K。；Kim，J.S。；Jeong，S。；Park，J.H。；Kim，H.K.，《自动车辆的网络安全：攻击与防御回顾》，《计算机与安全》，第103期，第10215页（2021年）
[4] Chin，W.L。；Lee，C.H。；Jiang，T.，针对智能电网通信中基于几何方法的交流状态估计的盲伪数据攻击，IEEE Trans。智能电网，9，6，6298-6306（2018）
[5] 高Y.B。；Sun，G.H。；刘建新。；Shi，Y。；Wu，L.G.，针对联合传感器和致动器攻击的CPSs的状态估计和自触发控制，Automatica，113108687（2020）·Zbl 1440.93012号
[6] Yan，S。；顾，Z。；Park，J.H.，具有网络攻击和通信延迟的多区域电力系统的记忆事件触发负载频率控制，IEEE Trans。Netw公司。科学。工程师，8，2，1571-1583（2021）
[7] 陈，B。；Ho，D.W.C。；张伟安。；Yu，L.，dos攻击下网络物理系统的分布式降维融合估计，IEEE Trans。系统。人类网络。系统。，49, 2, 455-468 (2019)
[8] 方，F。；李，J。；刘，Y。；Park，J.H.，《使用采样数据模型对抗dos攻击的多代理系统的弹性控制》，IEEE Trans。Ind.Informat公司。(2022)
[9] 齐，W.H。；吕春云。；Park，J.H。；Zong，G.D。；Cheng，J。；Shi，K.B.，《遭受随机发生欺骗攻击的半马尔可夫跳跃网络物理系统的SMC》，IEEE Trans。电路系统。二、 69、1、159-163（2022年）
[10] 梅，Z。；Fang，T。；Shen，H.，针对欺骗攻击的持久驻留时间切换分段仿射系统的有限时间滤波，应用。数学。计算。，427, 127088 (2022) ·Zbl 1510.93323号
[11] 顾，Z。；Park，J.H。；岳，D。；吴振国。；Xie，X.，网络互联系统受网络攻击的事件触发安全输出反馈控制，IEEE Trans。系统。人类网络。系统。，51, 10, 6197-6206 (2021)
[12] 安，L.W。；Yang，G.H.，针对传感器和致动器攻击的改进自适应弹性控制，信息科学。，423, 145-156 (2018) ·Zbl 1447.93160号
[13] 黄，X。；Dong，J.X.，《传感器和执行器攻击下网络物理系统的可靠控制：基于识别-临界积分滑模控制方法》，神经计算，361，229-242（2019）
[14] Dong，L.W。；徐，H.L。；魏晓杰。；胡，X.，随机网络物理系统的安全校正控制，受到具有异质效应的虚假数据注入攻击，ISA Trans。，123, 1-13 (2022)
[15] 梁，G。；Weller，S.R。；赵，J。；罗，F。；Dong，Z.Y.，《2015年乌克兰停电：虚假数据注入攻击的影响》，IEEE Trans。电力系统。，32, 4, 3317-3318 (2017)
[16] Wang，Y.C。；郑毅。；谢晓平。；Yang，J.，《针对虚假数据注入攻击和随机输入延迟的基于改进约简方法的网络控制》，应用。数学。计算。，385, 125421 (2020) ·Zbl 1508.93081号
[17] 吕永伟。；Yang，G.H.，非线性系统对抗随机发生注入攻击的自适应容积卡尔曼滤波器，应用。数学。计算。，418, 126834 (2022) ·Zbl 1510.93321号
[18] 张，N。；齐，W.H。；Pang，G.C。；Cheng，J。；Shi，K.B.，具有欺骗攻击的模糊随机切换系统的基于观测器的滑模控制，应用。数学。计算。，427, 127153 (2022) ·Zbl 1510.93186号
[19] Song，S。；Park，J.H。；张碧玉。；Song，X.N.，具有未知虚假数据注入和执行器故障的非线性时滞系统的自适应NN有限时间弹性控制，IEEE Trans。神经网络。学习。系统。(2022)
[20] 金，X。；Haddad，W.M。；Yucelen，T.，《用于缓解网络物理系统中传感器和执行器攻击的自适应控制体系结构》，IEEE Trans。自动化。控制，62，11，6058-6064（2017）·Zbl 1390.93440号
[21] 薛永明。；Ren，W。；郑，B.-C。；Han，J.K.，虚假数据注入攻击下网络物理系统的事件触发自适应滑模控制，应用。数学。计算。，433, 127403 (2022) ·Zbl 1510.93163号
[22] 顾永平。；郭克星。；郭，L。；乔建中。；贾建德。；Yu，X。；Xie，L.H.，一种增强的无人机安全控制方案，用于对抗预期弹道上的攻击，Aerosp。科学。技术。，119, 107212 (2021)
[23] 顾永平。；Yu，X。；Guo，K.X。；乔，J.Z。；郭磊，无人机虚假数据注入攻击的检测、估计与补偿，信息科学。，546, 723-741 (2021)
[24] 周，J。；陈，B。；Yu，L.，基于中间变量的网络物理系统FDI攻击估计，IEEE Trans。电路系统。二、 67、11、2762-2766（2020年）
[25] 霍，S.C。；吴，H。；Zhang，Y.，《针对执行器和传感器攻击的多智能体系统的安全共识控制》，《国际鲁棒非线性控制》，32，4861-4877（2022）
[26] 邵，J。；Ye，Z.H。；张，D。；严，H.C。；Zhu，J.W.，受隐藏dos攻击的网络控制系统的注入攻击估计，ISA Trans。(2022)
[27] 孟，M。；Xiao，G.X。；Li，B.B.，传感器和执行器攻击下异构多代理系统的自适应共识，Automatica，122，109242（2020）·Zbl 1451.93359号
[28] 丁·D·R。；Han，Q.L。；Xiang，Y。；Ge，X.H。；张晓明，《工业网络物理系统安全控制和攻击检测调查》，神经计算，2751674-1683（2018）
[29] Gao，L.J。；陈，B。；Yu，L.，基于Fusion的网络物理系统中的FDI攻击检测，IEEE Trans。电路系统。二、 67,1487-1491（2020年）
[30] 任小强。；严建清。；Mo，Y.L.，《使用拜占庭传感器进行二进制假设测试：安全性和效率之间的基本权衡》，IEEE Trans。信号处理，66，6，1454-1468（2018）·Zbl 1414.94510号
[31] M.格雷罗。；Svensson，L。；Willett，P.，传感器网络中分布式目标检测的贝叶斯数据融合，IEEE Trans。信号处理，58，6，3417-3421（2010）·Zbl 1392.94622号
[32] 刘，L.C。；Esmalifalak，M。；丁庆芳。；埃米西，V.A。；Han，Z.，通过稀疏优化检测电网上的虚假数据注入攻击，IEEE Trans。智能电网，5，2，612-621（2018）
[33] 邓小平。；Xiao，G.X。；Lu，R.X.，《防止电力系统状态估计中的虚假数据注入攻击》，IEEE Trans。Ind.通知。，13, 1, 198-207 (2017)
[34] 胡，L。；王，Z.D。；Han，Q.L。；Liu，X.H.，虚假数据注入攻击下的状态估计：安全分析和系统保护，Automatica，87，176-183（2018）·Zbl 1378.93119号
[35] 拉瓦特，D.B。；Bajracharya，C.，《智能电网通信系统中虚假数据注入攻击的检测》，IEEE信号处理。莱特。，22, 10, 1652-1656 (2015)
[36] 阿明，S。；利特里科，X。；Sastry，S.S。；Bayen，A.M.，《水SCADA系统的网络安全——第二部分：使用增强水动力模型的攻击检测》，IEEE Trans。控制系统。技术。，21, 5, 1679-1693 (2013)
[37] 翟晓光。；Xu，H.L。；王国平，有限频域上多面体空间互联系统的鲁棒故障检测观测器设计，国际鲁棒非线性控制，31，2，404-426（2021）·Zbl 1525.93076号
[38] Chan，J.C.L。；Lee，T.H。；Tan，C.P。；Trinh，H。；Park，J.H.，单侧Lipschitz和二次内边界非线性广义系统鲁棒故障重构的非线性观测器，IEEE Access，922455-22469（2021）
[39] 江，B。；Staroswiecki，M。；Cockempot，V.，非线性动力系统的故障调节，IEEE Trans。自动化。控制，51，9，1578-1583（2006）·Zbl 1366.93694号
[40] Liu，X.H。；Han，J。；魏晓杰。；张海峰。；胡，X.，外生扰动非线性随机系统基于中间变量观测器的故障估计和容错控制，J.Frankl。研究所，357，5380-5401（2020）·Zbl 1441.93062号
[41] 张凯。；江，B。；丁，S.X。；周德华，带传感器故障的离散互联系统的鲁棒渐近故障估计，IEEE Trans。赛博。，52, 3, 1691-1700 (2022)
[42] Wu，A.G。；Duan，G.R.，广义线性系统PD观测器的设计，国际控制杂志。自动化。系统。，5, 1, 93-98 (2007)
[43] Wu，A.G。；Duan，G.R。；Fu，Y.M.，广义线性系统的广义PID观测器设计，IEEE Trans。系统。人类网络——第二部分：网络。，37, 5, 1390-1395 (2007)
[44] Rahimi，F.，《通信延迟和网络攻击下非线性多智能体系统的分布式控制：应用于单连杆机械手》，2021年第9届RSI机器人和机电一体化国际会议，24-29（2021）
[45] Xu，H.L。；Chen，X.F。；Feng，M.，有限频率范围内联网动态系统的性能分析和分布式滤波器设计，神经计算，334143-155（2019）
[46] 张，D。；Xu，H.L。；Chen，X.F。；翟晓光，无向图上互联不确定系统基于网络的鲁棒性能分析，国际鲁棒非线性控制，31，1，2-20（2021）·Zbl 1525.93060号
[47] 徐世勇。；Yang，C.W。；Zhou，S.S.，具有圆极点约束的不确定离散时间系统的鲁棒控制，系统。控制信函。，39, 1, 13-18 (2000) ·Zbl 0985.93014号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。