网络攻击下不确定下三角多群组信息物理系统安全协同控制研究

In cyber-physical systems, it will be confronted by the security cooperative problem for multiple groups. Research related to such topic has great values and potentials in both theory and application. We mainly focus the academic attention on multiple groups composed of a class of agents in lower-triangular form with uncertain dynamics in this project. Firstly, the modeling method and security state estimation of the system under cyber-attacks are discussed. Secondly, the whole system is divided into cooperation and competition groups according to different control tasks, and the security cooperative control schemes in time-triggered manners for this class of systems are proposed. It is expected that this work could provide theoretical foundation for security control of a class of multiple groups of cyber-physical systems.

在信息物理系统中面临网络攻击下多群组系统的安全协同控制问题，该问题的研究具有重要的理论与应用价值。本项目主要面向不确定下三角智能体构成的多群组系统，首先讨论网络攻击情况下系统的建模与安全状态估计问题；其次，根据不同控制任务将集群分为合作和竞争组别，探讨不确定下三角集群系统安全协同控制问题。上述工作为一类多群组信息物理系统的安全控制提供理论方法。

本课题主要面向受攻击的信息物理系统，研究网络攻击下不确定下三角非线性系统的安全协同控制问题。主要研究内容和结果有：1)针对一类随机遭受攻击和部分状态不可测线性多智能体系统，提出基于观测器的分布式一致性控制策略；应用输出反馈控制和事件触发机制，提出基于一致性误差观测器的事件触发控制策略；2)针对一类遭受拒绝服务攻击的线性多智能体系统，提出并实现基于事件触发的安全控制策略，进一步研究该攻击下的领导-跟随者系统，分别在测量通道和控制通道上建立触发机制，设计基于触发的安全控制策略；3)针对一类存在不确定性的下三角系统，提出了基于非线性增益递归滑模神经网络自适应动态面状态反馈和输出反馈控制策略，研究了一类随机下三角多智能体系统的分布式包含控制问题；4)提出一种基于事件触发的自适应动态规划方法，解决一类非仿射系统的输出反馈近似最优控制问题，针对一类非仿射下三角多输入多输出非线性系统，设计了基于事件触发输出反馈自适应近似最优跟踪控制策略，优化系统性能；6) 搭建飞行器网络化实验验证仿真平台，并开展实验研究。上述工作为工程应用提供理论支撑。