Estrategias avanzadas de control para asegurar sistemas UAV: un enfoque ciberfísico
Autores: Ale Isaac, Mohammad Sadeq; Flores Peña, Pablo; Gîfu, Daniela; Ragab, Ahmed Refaat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrategias avanzadas de control para asegurar sistemas UAV: un enfoque ciberfísico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Exploración
Control en modo deslizante
Mejora de la seguridad
Sistemas de UAV
Respuestas adaptativas
Algoritmos de detección de anomalías
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento explora la aplicación del control de modo deslizante (SMC) como una estrategia robusta de mejora de seguridad para sistemas de vehículos aéreos no tripulados (UAV). El estudio propone integrar técnicas avanzadas de SMC con protocolos de seguridad para desarrollar un sistema de doble propósito que mejore el control de UAV y se fortalezca contra acciones adversarias. La estrategia incluye capacidades de reconfiguración dinámica dentro del marco de SMC, permitiendo respuestas adaptativas a amenazas mediante el ajuste de leyes de control y parámetros operativos. Esto se complementa con algoritmos de detección de anomalías que monitorean desviaciones en las señales de control y estados del sistema, proporcionando advertencias tempranas de posibles intrusiones cibernéticas o manipulaciones físicas. Además, se diseñan mecanismos de SMC tolerantes a fallos para mantener el control y la estabilidad del sistema incluso cuando partes del UAV están comprometidas. La metodología implica simulación y pruebas en el mundo real para validar la efectividad de las mejoras de seguridad basadas en SMC. Las simulaciones evalúan cómo el UAV maneja escenarios de ataque, como la suplantación de GPS y el bloqueo de señales de control, con el SMC adaptándose en tiempo real para mitigar estas amenazas. Las pruebas de campo confirman además la capacidad del sistema para operar bajo condiciones variadas, demostrando la viabilidad del SMC para mejorar la seguridad de los UAV. Esta integración del control de modo deslizante en los protocolos de seguridad de UAV aprovecha la teoría de control para fines de seguridad, ofreciendo un avance significativo en el control robusto y adaptativo de los UAV en entornos hostiles.
Descripción
Este documento explora la aplicación del control de modo deslizante (SMC) como una estrategia robusta de mejora de seguridad para sistemas de vehículos aéreos no tripulados (UAV). El estudio propone integrar técnicas avanzadas de SMC con protocolos de seguridad para desarrollar un sistema de doble propósito que mejore el control de UAV y se fortalezca contra acciones adversarias. La estrategia incluye capacidades de reconfiguración dinámica dentro del marco de SMC, permitiendo respuestas adaptativas a amenazas mediante el ajuste de leyes de control y parámetros operativos. Esto se complementa con algoritmos de detección de anomalías que monitorean desviaciones en las señales de control y estados del sistema, proporcionando advertencias tempranas de posibles intrusiones cibernéticas o manipulaciones físicas. Además, se diseñan mecanismos de SMC tolerantes a fallos para mantener el control y la estabilidad del sistema incluso cuando partes del UAV están comprometidas. La metodología implica simulación y pruebas en el mundo real para validar la efectividad de las mejoras de seguridad basadas en SMC. Las simulaciones evalúan cómo el UAV maneja escenarios de ataque, como la suplantación de GPS y el bloqueo de señales de control, con el SMC adaptándose en tiempo real para mitigar estas amenazas. Las pruebas de campo confirman además la capacidad del sistema para operar bajo condiciones variadas, demostrando la viabilidad del SMC para mejorar la seguridad de los UAV. Esta integración del control de modo deslizante en los protocolos de seguridad de UAV aprovecha la teoría de control para fines de seguridad, ofreciendo un avance significativo en el control robusto y adaptativo de los UAV en entornos hostiles.