一种面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法，属于信息安全技术领域。所述方法包括：建立恶意攻击下带有外部扰动的信息物理系统面向控制的动力学模型；基于建立的动力学模型，根据系统的实际输出和理想输出确定跟踪误差，并设计变结构控制方法中所需的系统切换表面；构建高斯径向基函数神经网络，基于确定的跟踪误差，对恶意攻击和外部扰动进行在线实时预估和重构；基于李雅普诺夫稳定性定理，确定高斯径向基函数神经网络的自适应法则，根据确定的自适应法则和切换表面设计自适应神经网络有限时间控制器，实现恶意攻击下对信息物理系统的可靠控制。采用本发明专利技术，能够确保系统输出在有限时间内准确跟踪到理想输出。保系统输出在有限时间内准确跟踪到理想输出。保系统输出在有限时间内准确跟踪到理想输出。

【技术实现步骤摘要】
一种面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法


[0001]本专利技术涉及信息安全
，特别是指一种面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法。

技术介绍

[0002]目前，随着感知、计算、通信和控制等技术的快速发展，融合物理空间和信息空间中人、机、物、环境、信息等要素的信息物理系统应运而生，成为当今自动化领域的研究前沿，并广泛应用于实际工程领域，如智能电网、智能网联汽车、工业互联网、智慧医疗等。信息物理系统的典型特征是控制层与感知执行层之间需要通过数据传输层进行通信，因此，针对信息物理系统的攻击，恶意攻击者可以发动多元且复杂的信息
‑
物理跨域攻击行为，旨在探测、入侵和劫持信息系统，从而对物理系统造成严重的非接触式破坏。
[0003]近些年来，国内外学者从不同的角度出发，提出了一系列面向恶意攻击的信息物理系统可靠控制的思路，虽取得了进展和成果，但仍存在不足：多数方法只实现恶意攻击下信息物理系统的渐进稳定；鲜少有研究可实现对恶意攻击和外部扰动进行在线实时预估和重构。同时，由于恶意攻击和外部扰动的同时存在导致实现恶意攻击下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法，其特征在于，包括：建立恶意攻击下带有外部扰动的信息物理系统面向控制的动力学模型；基于建立的动力学模型，根据系统的实际输出和理想输出确定跟踪误差，并设计变结构控制方法中所需的系统切换表面；构建高斯径向基函数神经网络，基于确定的跟踪误差，对恶意攻击和外部扰动进行在线实时预估和重构；基于李雅普诺夫稳定性定理，确定高斯径向基函数神经网络的自适应法则，根据确定的自适应法则和切换表面设计自适应神经网络有限时间控制器，实现恶意攻击下对信息物理系统的可靠控制。2.根据权利要求1所述的面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法，其特征在于，建立的恶意攻击下带有外部扰动的信息物理系统面向控制的动力学模型为：建立的恶意攻击下带有外部扰动的信息物理系统面向控制的动力学模型为：其中，t表示时间，ξ(t)表示信息物理系统状态变量，依次表示ξ(t)对时间t的一阶导数、二阶导数、三阶导数、
…
、n
‑
1阶、n阶导数，n表示系统为n阶非线性系统，p(.)和q(.)是已知的关于系统状态变量的实连续非线性函数，y(t)表示系统的实际输出，C表示系数矩阵，u
a
(t)表示恶意攻击，u(t)表示系统输入，恶意攻击者意图通过给系统输入u(t)叠加u
a
(t)从而实现恶意攻击的目的，d(t)表示控制对象中存在的外部扰动，|d(t)|<β，β为正常数；将所述动力学模型转化为如下形式：其中，表示经过转化之后的信息物理系统的n维状态向量，ξ1(t)与ξ(t)代表相同含义，均表示信息物理系统n维状态变量中的第1维，ξ2(t)、ξ3(t)、ξ4(t)、
…
、ξ
n
(t)分别表示ξ(t)对时间t的一阶导数、二阶导数、三阶导数、
…
、n
‑
1阶导数，A(t)＝Ψ(Ξ,t)＝q(Ξ)u
a
(t)表征信息物理系统所遭受恶意攻击的能量；根据攻击能量有界理论，得到：
其中，φ
i
>0,i＝1,2,
…
,n表征信息物理系统所遭受恶意攻击的能量上界，依次表示Ψ(Ξ,t)对时间t的一阶导数、二阶导数、三阶导数、...、n阶导数。3.根据权利要求2所述的面向恶意攻击下的信息物理系统可靠控制方法，其特征在于，所述基于建立的动力学模型，根据系统的实际输出和理想输出确定跟踪误差，并设计变结构控制方法中所需的系统切换表面包括：基于建立的动力学模型，根据系统的实际输出和理想输出确定系统的跟踪误差为：其中，表示系统的跟踪误差，y
d
(t)表示系统的理想输出，y(t...

【专利技术属性】
技术研发人员：爨朝阳，丁大伟，安翠娟，任莹莹，李志强，高宇，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：