一种具有攻击的复杂网络基于观测器的周期事件触发同步控制方法技术

本发明专利技术是一种具有攻击的复杂网络基于观测器的周期事件触发同步控制方法。该方法首先给出离散复杂网络系统和孤立节点模型，考虑周期拒绝服务攻击，并由此设计含有周期拒绝服务攻击的观测器误差模型，引入周期事件触发机制及设计基于观测器的状态反馈控制器，得出同步误差系统和观测误差系统；其次利用李亚普诺夫稳定性理论、离散时间Wirtinger不等式、Schur补引理等，得到该离散系统指数最终有界的的充分性条件、事件触发参数，并通过该条件联合求解控制器反馈增益和观测器参数增益；最后通过一个数值例子验证所提供方法有实效性。本发明专利技术不仅提高了网络资源的利用率，还保证了离散复杂网络同步误差系统的稳定性以及对扰动的抑制能力。制能力。制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有攻击的复杂网络基于观测器的周期事件触发同步控制方法


[0001]本专利技术涉及网络同步控制
，是一种离散复杂网络的同步控制，尤其涉及一种具有攻击的离散复杂网络基于观测器的周期事件触发同步控制方法
。

技术介绍

[0002]近年来，随着控制技术
、
计算机技术
、
通讯技术和网络技术的快速发展，越来越多的人开始运用网络控制系统来改善人们的生活和工作方式
。
现实中的许多网络，例如交通信号灯
、
学校课程之间的关系以及学生之间的人际关系，都被概括为复杂网络系统
。
在离散复杂网络系统中，不同的节点可以通过耦合来实现节点之间的同步，还可以通过控制器设计来达到实现远程
、
灵活和经济的控制，但随着采样数据的不断飙升，网络资源变得越来越有限，从而导致系统性能下降
。
为了缓解资源受限的困境，周期事件触发机制由于其特有的优势被认为是一种有效的节省含有周期拒绝服务攻击网络资源的方法
。
在事件触发框架中，控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有攻击的复杂网络基于观测器的周期事件触发同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1
：根据结点的状态变量
、
结点的控制输入
、
节点的非线性
、
耦合强度
、
外部扰动
、
网络矩阵建立离散复杂网络系统模型和与孤立节点模型；步骤
S2
：考虑周期拒绝服务攻击对网络传输数据造成的影响，并建立网络攻击模型；在周期拒绝服务攻击存在的情况下，网络既不能发送也不能接收，因此将其定义为开关信号：其中定义区间
n∈N
是系统遭遇攻击次数，
h
n
表示系统第
n
次遭遇攻击结束之后正常开始通信时刻，
b
n
是系统第
n
次通信时长，则
h
n
+b
n
表示系统第
n
次正常通信结束同时又是遭受攻击的开始时刻，
h
n+1
表示系统第
n+1
次遭遇攻击结束又第
n+1
次正常开始通信时刻，那么集合，
[h
n
+b
n
,h
n+1
)
表示系统通信时段正遭遇第
n+1
次攻击，即此段间隔内数据被破坏未发送，系统受到
n+1
次拒绝服务攻击信号的区间长度表示为
{h
n+1
‑
(h
n
+b
n
)}
；步骤
S3
：设计考虑周期拒绝服务攻击的状态观测器模型；步骤
S4
：考虑周期拒绝服务攻击下的周期动态事件触发方案；采样序列由
S1＝
{0,h,2h,
…
,jh}
描述，
h
是采样周期的给定整数，且
j∈N
；同时，测量数据是否传输到控制器由嵌入触发算法的事件检测器决定，第
i
个事件触发检测器处的传输时间序列定义为集合且因此，瞬时由以下周期事件触发确定：其中，表示采样信号最后传输时刻的输出与当前采样时刻之间的相对误差，其中
δ
i
≥0、
ι
i
＞0表示触发阈值，并且
Ω
i
＞0为参数矩阵，且
δ
＝
diag
N
{
δ
i
}
；根据事件触发及拒绝服务攻击的原理，我们可以把采样区间分为如下小区间：其中，在周期拒绝攻击活跃期间，传感器到控制器的通信信道被占用，触发信号无法传递，节点
i
的控制器被选择为：其中，是控制增益，并且由事件触发机制，控制器可以改写为：
其中，步骤
S5
：考虑离散复杂网络第
i
个结点的同步误差模型及观测误差模型并设计控制器作用下的闭环同步误差模型及观测误差模型：定义为观测误差，则观测误差系统如下所示：转化成克罗内克积形式为：转化成克罗内克积形式为：其中：
F(
ε
(k))
＝
[F
T
(
ε1(k)) F
T
(
ε2(k))
ꢀ…ꢀ
F
T
(
ε
N
(k))]
T
，，
W
＝
(w
ij
)
N
×
N
，
Γ
＝
diag{r1,r2,
…
,r
n
}
根据周期事件触发及同步误差表达式，闭环同步误差系统重写为：根据周期事件触发及同步误差表达式，闭环同步误差系统重写为：其中其中
K
＝
diag{K1,K2,
…
K
N
}
；因此我们可以得到如下的增广状态空间表示：因此我们可以得到如下的增广状态空间表示：其中，
ξ
(k)
＝
[e
T
(k) ε
T
(k)]
T
，
F(
ξ
(k))
＝
[F
T
(e(k)) F
T
(
ε
(k))]
T
，，，步骤
S6
：复杂网络同步误差和观测误差的指数最终有界的充分条件，联合设计观测器增益
、
控制器增益及动态事件触发参数；
引理1：对于给定的考虑实向量
p0,p1,
…
,p
N
的序列，其中
p0＝
0、
ρ2(N)
＝
2sin(
π
/2(2N+1))
；那么，对于任何矩阵
Q
＞0，以下不等式成立：引理2：如果存在常数0＜
δ
＜1，
υ
＞0，
ι
＞0以及满足下述不等式，则说明误差系统指数最终有界成立：定理1：对于给定标量
h
，
δ
i
，
ω
，
ι
，
α
∈(0,1)
，如果存在矩阵
P
＞0，
S
＞0，
Q
＝
diag
N...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玲，张启实，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：