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一種DOS攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法

文檔序號:39729429發(fā)布日期:2024-10-22 13:34閱讀:56來源:國知局
一種DOS攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)化控制領(lǐng)域,更具體地,涉及一種dos攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法。


背景技術(shù):

1、周期性,作為一種客觀規(guī)律,廣泛存在于自然界與工程實踐中。周期分段系統(tǒng),作為一種控制系統(tǒng),可以在連續(xù)時間內(nèi)近似周期性這一客觀規(guī)律,進而使得周期性的規(guī)律可以被應(yīng)用于工程應(yīng)用中。周期分段系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)組成,每個子系統(tǒng)的駐留時間和切換順序固定,可視為一種切換率固定的特殊切換系統(tǒng)。

2、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,為了降低布線的復(fù)雜度、提升系統(tǒng)的可靠性,工業(yè)界的控制系統(tǒng)漸漸向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)化的過程中,由于周期分段系統(tǒng)具有切換特性,網(wǎng)絡(luò)中常見的dos攻擊會造成系統(tǒng)狀態(tài)測量信號、切換信號以及控制信號的傳輸失敗,從而破壞正??刂七壿嫷膶崿F(xiàn)和產(chǎn)生異步控制問題,導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降,甚至不穩(wěn)定。

3、現(xiàn)有技術(shù)公開了一種步進電機位置閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法,該方法使用梯形分段控制和分段位置式pid控制;針對不同情況下運動的特點,通過動態(tài)參數(shù)來修改控制策略。該方法通過目標(biāo)細分數(shù)的補償克服了外部原因引起的控制周期時間不確定的問題,但并未考慮到dos攻擊對于控制系統(tǒng)的影響。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的周期分段系統(tǒng)無法應(yīng)對dos攻擊的缺陷,提供了一種dos攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法。

2、本發(fā)明的首要目的是為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

3、一種dos攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法,包括:

4、s1:基于事件觸發(fā)控制的網(wǎng)絡(luò)化閉環(huán)控制系統(tǒng)的信號傳輸過程,建立周期分段系統(tǒng)的動力學(xué)模型和事件觸發(fā)機制;

5、s2:構(gòu)建dos攻擊數(shù)學(xué)模型,結(jié)合所述周期分段系統(tǒng)的動力學(xué)模型和事件觸發(fā)機制,建立周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型;

6、s3:對所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型進行穩(wěn)定性分析,得到所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型的穩(wěn)定性條件;

7、s4:在所述穩(wěn)定性條件下,基于矩陣推導(dǎo)變換法獲得所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型控制參數(shù)的矩陣不等式條件;

8、s5:利用求解器對所述控制參數(shù)的矩陣不等式條件進行求解,獲得dos攻擊下周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制參數(shù)。

9、進一步地,所述網(wǎng)絡(luò)化閉環(huán)控制系統(tǒng)包括:控制單元、傳感單元;

10、所述控制單元包括被控對象、控制器和零階保持器;所述傳感單元包括傳感器和事件觸發(fā)器;

11、所述傳感單元發(fā)送切換指令和周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量到控制單元,控制器發(fā)送控制輸入向量到被控對象。

12、進一步地,所述周期分段系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)組成;每個子系統(tǒng)分別對應(yīng)一種模態(tài);

13、所述周期分段系統(tǒng)動力學(xué)模型的狀態(tài)空間表達式如下:

14、

15、其中,為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量,為控制輸入向量,為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量導(dǎo)數(shù),為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時刻,表示子系統(tǒng)的模態(tài),、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)。

16、進一步地,所述dos攻擊數(shù)學(xué)模型如下:

17、同一次dos攻擊開始和結(jié)束之間的時間記為一次dos攻擊過程;

18、時間區(qū)間中dos攻擊發(fā)生的時間集合:

19、

20、時間區(qū)間中dos攻擊不發(fā)生的時間集合:

21、

22、第n次dos攻擊過程中dos攻擊發(fā)生的時間區(qū)間:

23、

24、第n次dos攻擊過程中dos攻擊不發(fā)生的時間區(qū)間:

25、

26、其中,為第n次dos攻擊過程中dos攻擊的持續(xù)時間,為第n次dos攻擊過程中dos攻擊發(fā)生的時刻。

27、進一步地,所述事件觸發(fā)機制如下:

28、當(dāng)dos攻擊不發(fā)生時,第k+1個采樣時刻如下:

29、

30、當(dāng)dos攻擊發(fā)生時,第k+1個采樣時刻如下:

31、

32、其中,為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時刻;為采樣誤差,為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù),、為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)矩陣,為常數(shù),為dos攻擊下的采樣間隔。

33、進一步地,所述控制輸入向量表達式如下:

34、

35、其中,為周期分段系統(tǒng)采樣的狀態(tài)向量,為第k個采樣時刻,為周期序號,為一個周期的總駐留時間,為第個周期到第個周期中dos攻擊不發(fā)生的時間集合,為第個周期到第個周期中dos攻擊發(fā)生的時間集合,為時變控制增益,為切換指令。

36、進一步地,所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型分為三種狀態(tài);

37、所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型如下:

38、同步控制狀態(tài)下的周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型:

39、

40、異步控制狀態(tài)下的周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型:

41、

42、dos攻擊狀態(tài)下的周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型:

43、

44、其中,為采樣誤差,為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量,為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量導(dǎo)數(shù),、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù),為同步控制矩陣,;為異步控制矩陣,;為第i個子系統(tǒng)的控制增益。

45、進一步地,所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型的穩(wěn)定性條件為:

46、

47、

48、

49、

50、

51、

52、

53、

54、其中,,,分別表示第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率;,,分別為第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率的最小值;、為dos攻擊參數(shù),為dos攻擊下的采樣間隔,為切換指令的傳輸間隔,為正的常數(shù),為第i個子系統(tǒng)的李雅普諾夫時變矩陣,、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù),為第i個子系統(tǒng)的控制增益,為同步控制矩陣,,為異步控制矩陣,,為一個周期的總駐留時間,為第i個子系統(tǒng)的駐留時間,為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù),、為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)矩陣。

55、進一步地,所述周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制參數(shù)包括:控制增益;

56、所述第i個子系統(tǒng)的控制增益如下:

57、

58、

59、

60、其中,、為第i個子系統(tǒng)的時變矩陣多項式,、分別為、的線性插值后表達式,為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時刻,為周期序號,為第i個子系統(tǒng)的駐留時間,為一個周期的總駐留時間。

61、進一步地,所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型控制參數(shù)的矩陣不等式條件如下:

62、

63、

64、

65、

66、

67、

68、

69、

70、其中,,,分別表示第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率;,,分別為第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率的最小值;、為dos攻擊參數(shù),為dos攻擊下的采樣間隔,為切換指令的傳輸間隔,為正的常數(shù),、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù),為第i個子系統(tǒng)的控制增益,為一個周期的總駐留時間,為第i個子系統(tǒng)的駐留時間,為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù),、為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)矩陣,、為事件觸發(fā)代數(shù)矩陣,,,、為第i個子系統(tǒng)的時變矩陣多項式,為的線性插值后表達式。

71、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:

72、本發(fā)明通過建立周期分段系統(tǒng)的動力學(xué)模型,使得周期分段系統(tǒng)的分析更方便;通過構(gòu)建dos攻擊數(shù)學(xué)模型,將dos攻擊量化,從而便于分析dos攻擊強度;通過建立事件觸發(fā)機制,減少了不必要的采樣,節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源;通過構(gòu)建周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型,進而實現(xiàn)動態(tài)描述閉環(huán)控制系統(tǒng),從而便于求解器求解控制參數(shù)。最終求得的控制參數(shù)應(yīng)用于周期分段系統(tǒng),使得周期分段系統(tǒng)可以抵御一定強度的dos攻擊。

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