本发明专利技术提供一种拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法。该方法包括：步骤1：根据网络攻击状况和模态匹配情况设计差异性的量化编码规则，保证量化器的不饱和性和状态信息的可编码性。基于当前系统模态设计判断器，减小无必要的信号传输，节省网络资源；步骤2：引入决策器确定控制器到系统端的信道通断，有效避免系统模态和控制器模态不匹配导致的状态震荡现象。对基于决策器的编码控制方法作用下的切换系统进行性能分析，并设计参数保证闭环切换系统的稳定运行。换系统的稳定运行。
【技术实现步骤摘要】
拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法
[0001]本专利技术涉及系统分析和控制
，尤其涉及一种拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法。
技术介绍
[0002]许多实际的系统，如高度复杂的系统、伺服系统、化学过程、机械手机器人、电力电子系统、飞行控制系统等都可以建模为切换系统。由于实际系统本身的特性，不能保证切换系统的所有子系统都是可镇定的。因此，对具有部分不可镇定子系统的切换系统的研究具有更广泛的应用价值。此外，对于大规模切换系统，数据在通过网络传输之前必须进行量化，因此有必要研究量化控制问题。考虑到系统越重要越容易受到攻击，如何设计适当的控制规则以确保系统在网络攻击下稳定运行具有重要的意义。我们的目标是综合考虑不可镇定子系统、数据量化和网络攻击对切换控制系统性能的影响，在网络通讯中引入判断器和决策器，并利用不可靠非准确的数据设计控制算法。在此基础上，专利技术一种新的切换系统性能分析方法，并设计参数保证闭环切换系统的稳定运行。
[0003]值得一提的是，对于具有可镇定子系统和不可镇定子系统的切换系统，现有的大多数控制器设计方法都没有考虑采样问题，这意味着控制器可以获得实时信息(文献1：Ma R,Zhang H,Zhao S.Exponential stabilization of switched linear systems subject to actuator saturation with stabilizable and unstabilizable subsystems[J].Journal of the Franklin Institute.2021；358(1):268
‑
295)(Ma R,Zhang H,Zhao S.执行器饱和影响下具有可镇定和不可镇定子系统的切换系统的指数镇定问题研究[J],富兰克林研究所学报.2021；358(1):268
‑
295)。在网络控制系统中，信号在通过网络传输之前需要进行采样、量化和编码。因此，本专利技术将研究切换系统的量化采样控制问题。现有成果大多使用事件驱动方法来处理网络攻击的影响(文献2：Han Y,Lian J,Huang X.Event
‑
triggered H
∞
control of networked switched systems subject to denial
‑
of
‑
service attacks[J].Nonlinear Analysis:Hybrid Systems.2020；38:100930)(Han Y,Lian J,Huang X.拒绝服务攻击下网络化切换系统的事件驱动H
∞
控制[J],非线性分析:混杂系统.2020；38:100930)。然而，本专利技术将开发一种新的处理网络攻击的方法，通过引入决策器来处理拒绝服务攻击导致的系统模态和控制模态不匹配问题。
技术实现思路
[0004]针对数据采样和网络攻击耦合影响导致的模态不匹配和数据不可靠且不准确的现象，及由此导致的一系列系统分析难题，本专利技术通过引入判断器和决策器的方法，提供一种针对连续时间切换系统的数据传输及系统分析新方法。
[0005]本专利技术提供一种拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：针对子系统性质异同的切换系统，根据网络攻击状况和模态匹配情况设计差异性的量化区域更新规则，基于此设计量化编码规则，将系统模态和状态信息编码为二
进制的01码；
[0007]步骤2：基于当前系统模态设计判断器，确定是否将01码通过网络进行传输，从而减小无必要的信号传输，节省网络资源；
[0008]步骤3：在拒绝服务攻击影响下，控制器利用收到的01码或空信号，耦合系统模态和攻击状况实时调整估计器和控制规则；
[0009]步骤4：综合分析模态切换、网络攻击状况，设计决策器确定控制器到系统端的信道通断，以避免系统模态和控制器模态不匹配导致的状态震荡现象；
[0010]步骤5：对基于决策器的编码控制方法作用下的切换系统进行性能分析，并设计参数保证闭环切换系统的稳定运行。
[0011]上述拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，所述步骤1中的差异性的量化区域更新规则分四种情况分别设计：第k个采样时刻(记为t
k
)的系统模态表示为σ
k
，Π＝Π
y
∪Π
n
表示子系统模态的集合，其中Π
y
表示可镇定的子系统模态，Π
n
表示不可镇定的子系统模态，所分情况为：
①
σ
k
∈Π
n
；
②
σ
k
∈Π
y
，网络发生攻击且模态发生切换；
③
σ
k
∈Π
y
，网络未发生攻击；
④
σ
k
∈Π
y
，网络发生攻击且模态未发生切换。
[0012]将所研究的切换系统表示为：其中σ(t)表示t时刻的系统模态，则差异性的量化区域更新规则为：
[0013]情况
①
和
②
下，令下，令β
2pq
＝β
1q
β
1p
，t
k+1
时刻的量化中心为量化区域半边长度为
[0014][0015]情况
③
下，令下，令对于任意的t
′
,t
″
∈[0,T
s
]，记
[0016][0017][0018][0019]量化区域更新规则为：
[0020][0021][0022]情况
④
下，令
[0023][0024][0025]量化区域更新规则为：
[0026][0027][0028]上述拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，所述步骤1中的量化编码规则为：若网络带宽为M，系统维数为n，定义变量
[0029][0030]如果采样时刻的系统状态x(t
k
)满足)满足则将量化区域S
k
划分为N
n
个子区域，每个维数划分为N份。令包含x(t
k
)的子区域的中心c
k
为x(t
k
)的量化值，将每一个c
k
对应编码为一个01码。
[0031]上述拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，所述步骤2中的判断器规则为：若σ
k
∈Π
y
，则传输01码；若σ
k
∈Π
n
，则不传输01码，记为空集
[0032]上述拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，所述步骤3中的估计器和控制器规则为：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：针对子系统性质异同的切换系统，根据网络攻击状况和模态匹配情况设计差异性的量化区域更新规则，基于此设计量化编码规则，将系统模态和状态信息编码为二进制的01码；步骤2：基于当前系统模态设计判断器，确定是否将01码通过网络进行传输，从而减小无必要的信号传输，节省网络资源；步骤3：在拒绝服务攻击影响下，控制器利用收到的01码或空信号，耦合系统模态和攻击状况实时调整估计器和控制规则；步骤4：综合分析模态切换、网络攻击状况，设计决策器确定控制器到系统端的信道通断，以避免系统模态和控制器模态不匹配导致的状态震荡现象；步骤5：对基于决策器的编码控制方法作用下的切换系统进行性能分析，并设计参数保证闭环切换系统的稳定运行。2.根据权利要求1所述的拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，其特征在于：所述步骤1中的差异性的量化区域更新规则分四种情况分别设计：第k个采样时刻(记为t
k
)的系统模态表示为σ
k
，Π＝Π
y
∪Π
n
表示子系统模态的集合，其中Π
y
表示可镇定的子系统模态，Π
n
表示不可镇定的子系统模态，所分情况为：
①
σ
k
∈Π
n
；
②
σ
k
∈Π
y
，网络发生攻击且模态发生切换；
③
σ
k
∈Π
y
，网络未发生攻击；
④
σ
k
∈Π
y
，网络发生攻击且模态未发生切换。3.根据权利要求1所述的拒绝服务攻击下基于决策器的编码控制方法，其特征在于：所述步骤1中的量化编码规则为：若网络带宽为M，系统维数为n，定义变量如果采样时刻的系统状态x(t
k
)满足则将量化区域S
k
【专利技术属性】
技术研发人员：闫晶晶，王新静，马利，郑玉卿，田晓盈，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：
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