System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法技术方案_技高网

一种在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法技术方案

技术编号:40873129 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-08 16:41
本发明专利技术公开了一种在DoS攻击下基于动态事件触发的航天器编队系统的自适应一致性控制方法。该方法首先基于多智能体一致性模型理论,建立多智能体航天器编队系统的多智能体系统模型,接着考虑基于时间序列的DoS攻击,通过对DoS攻击的频率和持续时间进行分析和研究,以解决多智能体航天器编队的在DoS攻击下的一致性问题,然后设计一种动态事件触发机制来降低通信传输频率,并且证明了没有Zeno行为存在,最后基于Lyapunov稳定性理论分析,设计一种基于事件触发的分布式自适应控制器,解决了多航天器编队的一致性问题。该方法应用于多航天器编队系统时,保证了在DoS攻击下系统的正常运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动态事件触发自适应控制方法,具体设计一种基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应控制方法。


技术介绍

1、多航天器编队问题是太空任务中的一个关键挑战,要求多个航天器能够协同工作以执行特定的任务。为了提高编队的效率和鲁棒性,研究人员采用了一些先进的控制策略,其中动态事件触发和自适应一致性控制是两个备受关注的方面。

2、动态事件触发是一种新颖的控制策略,相对于传统的定时触发,它根据系统状态的变化动态触发控制器的更新。在多智能体航天器编队中,这一策略的应用有助于降低通信频率,提高系统的能效性。动态事件触发的关键在于在系统状态发生显著变化时才进行通信和控制操作。这可以通过对系统状态的监测和分析实现,例如航天器的位置、速度、姿态等信息。一旦检测到系统状态发生变化超过预定阈值,触发控制器的更新。这种策略有效减少了通信资源,使得编队系统更具灵活性和适应性。

3、自适应一致性控制是另一项在多智能体编队中有着重要应用的控制策略。其目标是确保多个智能体在执行任务的同时保持一致性,即使面临动力学不确定性或外部干扰。在航天器编队中,这对于协同执行任务、防止碰撞以及维持编队整体性能非常关键。自适应一致性控制的核心思想是根据系统的动力学特性调整控制策略,以保持编队的一致性。这包括智能体之间的相对位置和速度,以及可能的角度或姿态调整。通过采用自适应控制算法,系统能够更好地适应不同的环境条件,从而提高编队的鲁棒性和适应性。

4、将动态事件触发和自适应一致性控制相结合,可以进一步提升多航天器编队的性能。动态事件触发确保在需要的时候进行控制器的更新,而自适应一致性控制保证了在系统动力学变化的情况下保持编队一致性。这种整合可以通过先进的控制算法和通信协议来实现。动态事件触发的阈值可以根据自适应一致性控制的反馈进行调整,从而在不同的环境中实现最佳性能。这样的整合提高了系统的灵活性、鲁棒性,同时减少了通信资源和计算的负担。


技术实现思路

1、本专利技术的目的时提出一种在dos攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,可以有效地降低通信传输频率,在不同的环境中提高系统的灵活性,鲁棒性。

2、本专利技术的具体技术方案如下:一种在dos攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,包括以下步骤:

3、基于多智能体一致性理论,对于参考文献[1]中的航天器编队系统,建立如下的动力学模型:

4、

5、

6、

7、式中,是系统状态,其中是在x,y和z轴上的期望偏差距离,是在三个方向上的速度,ω0是航空器的角速度。

8、进一步考虑基于时间序列的dos攻击,通过对dos攻击的频率和持续时间进行分析和研究,以解决多航天器编队的在dos攻击下的一致性问题具体步骤如下:

9、在发生dos攻击时,虽然智能体之间仍然保持通信能力,但数据可用性受到了影响。为了更全面地理解,假设攻击者可以在不同的活跃期对通信网络进行攻击,在攻击者攻击一段时间后,攻击者必须停止攻击,储存能量,为下一次攻击做准备。假设表示dos攻击期间在时刻发起的攻击序列。考虑一个时间间隔表示第m次攻击时间长度。那么在[τ,t]上,总的dos攻击时间长度为

10、也就意味着允许通信的时间长度为对于dos的攻击频率其中na(t1,t2)表示在时间区域内[t1,t2)内的攻击次数,其次是攻击持续时间满足

11、接着,设计一种动态事件触发机制来降低通信传输频率,并且证明了没有zeno行为存在,具体步骤如下:

12、设计如下的动态事件触发机制:

13、

14、式中,表示第i个智能体下一触发时刻;表示第i个智能体上一触发时刻;γ=1或者γ=0;αi为有待设计的自适应变量;f为反馈增益矩阵;表示触发误差;表示一致性误差;πi,βi为待设计的常数;ηi(t)表示内部动态变量;θi≥||f||;δi=(ξiσi/θi)以及0<σi<1。

15、接着是证明无zeno现象:

16、

17、式中,

18、

19、又因为以及αi,i=1,...,n都是有界的。也就是说和都是有界的并且zi是存在的。

20、因此:

21、又因为:

22、

23、通过解不等式,可以得出:

24、

25、根据分析,通过触发机制可以得出:

26、

27、进一步:

28、

29、因此,当是成立的,也就说所设计动态事件触发机制不存在zeno行为。

30、再接着,基于lyapunov稳定性理论分析,设计一种基于事件触发的分布式自适应控制器,解决了多航天器编队的一致性问题,具体步骤如下:

31、考虑如下的自适应事件触发控制器:

32、

33、式中,k和f是反馈增益矩阵,αi>0代表衰减速率。

34、c001:首先,考虑时间区域选取以下形式的李雅普诺夫函数:

35、v(t)=v1(t)+v2(t)+v3(t),

36、式中,

37、c002:计算v1(t)的导数:

38、

39、c003:进一步:

40、

41、c004:最后:

42、

43、c005:接着考虑时间区域选取相似的李雅普诺夫函数:

44、

45、c006:对v(t)求导得:

46、

47、c007:令σ(t)∈{a,b}为一个分段函数,因此v(t)=vσ(i)(t),其中当时,v(t)=va(t),当时,v(t)=vb(t),

48、b008:因此:

49、

50、c009:情况1,当时

51、

52、c0010:情况2,当时,同样的有

53、

54、c0011:根据而当时,因此,对于所有的t≥t0,有

55、

56、c0012:又因为以及

57、所以有

58、

59、c0013:更进一步:

60、

61、c0014:令最终有

62、

63、c0015:因此,多智能体航天器编队系统在本专利技术所设计的自适应事件触发控制器下时渐近稳定的。

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【技术保护点】

1.一种在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.基于权利要求1所述的在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,其特征在于,基于多智能体一致性模型理论,建立多航天器编队系统的多智能体系统模型,具体步骤如下:

3.基于权利要求2所述的在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,考虑基于时间序列的DoS攻击,通过对DoS攻击的频率和持续时间进行分析和研究,以解决多航天器编队的在DoS攻击下的一致性问题,具体步骤如下:

4.基于权利要求3所述的在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,设计一种动态事件触发机制来降低通信传输频率,并且证明了没有Zeno行为存在,具体步骤如下:

5.基于权利要求4所述的在DoS攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,基于Lyapunov稳定性理论分析,设计一种基于事件触发的分布式自适应控制器,解决了多航天器编队的一致性问题,具体步骤如下:

...

【技术特征摘要】

1.一种在dos攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.基于权利要求1所述的在dos攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,其特征在于,基于多智能体一致性模型理论,建立多航天器编队系统的多智能体系统模型,具体步骤如下:

3.基于权利要求2所述的在dos攻击下基于动态事件触发的多航天器编队系统的自适应一致性控制方法,考虑基于时间序列的dos攻击,通过对dos攻击的频率和持续时间进行分析和研究,...

【专利技术属性】
技术研发人员:余国刘丹
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:

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