Rendimiento Garantizado, Seguridad Resiliente, Control de Consenso para Sistemas de Control en Red No Lineales Bajo Ataques Cibernéticos de Denegación de Servicio Asincrónicos y Aplicaciones en Redes de Múltiples UAVs
Autores: Zhou, Chuhan; Wang, Ying; Sun, Yun; Fu, Chaoqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Rendimiento Garantizado, Seguridad Resiliente, Control de Consenso para Sistemas de Control en Red No Lineales Bajo Ataques Cibernéticos de Denegación de Servicio Asincrónicos y Aplicaciones en Redes de Múltiples UAVs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Investiga
Rendimiento garantizado
Seguridad resiliente
Control de consenso
Sistemas de control en red no lineales
Ataques cibernéticos de denegación de servicio asíncronos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este documento investiga el control de consenso de seguridad resiliente con rendimiento garantizado de sistemas de control en red no lineales (NCS) sujetos a ataques cibernéticos de denegación de servicio (DoS) asíncronos, donde las interrupciones y recuperaciones del canal de comunicación ocurren de manera aleatoria. Los principales trabajos de este documento se describen de la siguiente manera: (1) se formula un modelado cuantitativo riguroso de los ataques cibernéticos DoS asíncronos, aprovechando el análisis de conectividad y la teoría de grafos; (2) se introduce una función de rendimiento garantizado innovadora, que impone restricciones sobre el comportamiento de convergencia del sistema mientras alivia las restricciones sobre los errores de seguimiento iniciales; (3) para abordar el desafío de estimar estados del sistema no medibles que surgen del esquema de retroalimentación de salida, se diseña un nuevo observador de estado difuso; y (4) basado en los diseños mencionados, se propone un controlador de consenso de seguridad resiliente con rendimiento garantizado conmutado. Este controlador está adaptado a las características de conectividad de la red de los NCS, asegurando la convergencia resiliente del sistema a pesar de los ataques DoS asíncronos. Notablemente, los errores de seguimiento de consenso se mantienen dentro de límites de rendimiento predefinidos. Los resultados experimentales de simulación numérica y simulación de hardware en el lazo de múltiples redes de vehículos aéreos no tripulados (multi-UAVs) ilustran la efectividad y la practicidad del esquema de control propuesto.
Descripción
Este documento investiga el control de consenso de seguridad resiliente con rendimiento garantizado de sistemas de control en red no lineales (NCS) sujetos a ataques cibernéticos de denegación de servicio (DoS) asíncronos, donde las interrupciones y recuperaciones del canal de comunicación ocurren de manera aleatoria. Los principales trabajos de este documento se describen de la siguiente manera: (1) se formula un modelado cuantitativo riguroso de los ataques cibernéticos DoS asíncronos, aprovechando el análisis de conectividad y la teoría de grafos; (2) se introduce una función de rendimiento garantizado innovadora, que impone restricciones sobre el comportamiento de convergencia del sistema mientras alivia las restricciones sobre los errores de seguimiento iniciales; (3) para abordar el desafío de estimar estados del sistema no medibles que surgen del esquema de retroalimentación de salida, se diseña un nuevo observador de estado difuso; y (4) basado en los diseños mencionados, se propone un controlador de consenso de seguridad resiliente con rendimiento garantizado conmutado. Este controlador está adaptado a las características de conectividad de la red de los NCS, asegurando la convergencia resiliente del sistema a pesar de los ataques DoS asíncronos. Notablemente, los errores de seguimiento de consenso se mantienen dentro de límites de rendimiento predefinidos. Los resultados experimentales de simulación numérica y simulación de hardware en el lazo de múltiples redes de vehículos aéreos no tripulados (multi-UAVs) ilustran la efectividad y la practicidad del esquema de control propuesto.