【摘 要】
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网络控制系统是一种全分布式、能实时反馈系统状态的网络闭环控制系统。各系统组件（如传感器,控制器,执行器等）通过共享网络连接,使得控制信号与反馈信号可以在各设备间交换。与传统控制系统相比,网络控制系统省去了系统组件间不必要的布线,具有降低系统复杂度与成本,易于系统拓展等优点。经过二十多年的研究发展,网络控制系统被应用于诸多领域中,如汽车领域、智能交通领域、智能电网领域等。网络的引入在给控制系统带来许
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网络控制系统是一种全分布式、能实时反馈系统状态的网络闭环控制系统。各系统组件（如传感器,控制器,执行器等）通过共享网络连接,使得控制信号与反馈信号可以在各设备间交换。与传统控制系统相比,网络控制系统省去了系统组件间不必要的布线,具有降低系统复杂度与成本,易于系统拓展等优点。经过二十多年的研究发展,网络控制系统被应用于诸多领域中,如汽车领域、智能交通领域、智能电网领域等。网络的引入在给控制系统带来许多好处的同时,也给了网络黑客可乘之机。攻击者以恶意破坏网络控制系统安全性与稳定性为目的,干扰系统正常网络通信、窃取用户隐私、篡改通信数据,导致系统失控甚至瘫痪。网络空间与物理空间的深度融合使得网络控制系统的安全问题受到越来越多学者的关注,研究网络攻击下网络控制系统的安全问题具有十分重要的意义。本文以网络控制系统为研究对象,研究了重放攻击、DoS攻击、欺骗攻击下网络控制系统的安全控制问题,具体研究内容如下:1)研究了一类重放攻击下离散时间网络控制系统的安全控制问题。假定系统在遭受重放攻击时,控制器与执行器采用保持输入原则,同时系统连续遭受重放攻击的次数有上界。利用切换系统的思想,将重放攻击下网络控制系统建模成具有有限个子系统的切换系统。设计了一个保性能状态反馈控制器,利用平均驻留时间法,得到系统指数稳定的充分条件并给出系统的保性能水平。2)研究了一类DoS攻击下离散时间网络控制系统的安全控制问题。将DoS攻击建模成符合伯努利分布的随机变量,设计了一个输出反馈控制器,通过计算随机系统Lyapunov函数差分的期望,得到随机系统稳定的充分条件。3)研究了一类DoS攻击与欺骗攻击下离散时间网络控制系统的安全控制问题。将DoS攻击与欺骗攻击建模成两个独立的符合伯努利分布的随机变量,设计了一个保性能输出反馈控制器,通过计算系统的ISSi P-Lyapunov函数差分的期望,得到系统概率输入—状态稳定的充分条件并且给出系统的保性能水平。
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