检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2704-2716页

作者：李炜程雪李亚洁兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心兰州730050

针对一类虚假数据注入(FDI)攻击与故障共存的工业信息物理系统(ICPS),在新型自适应离散事件触发通信机制(ADETCS)下,研究了综合安全控制与通信的协同设计问题。引入ADETCS取代传统离散事件触发通信机制,构建安全与通信可自适应协同优化... 详细信息

针对一类虚假数据注入(FDI)攻击与故障共存的工业信息物理系统(ICPS),在新型自适应离散事件触发通信机制(ADETCS)下,研究了综合安全控制与通信的协同设计问题。引入ADETCS取代传统离散事件触发通信机制,构建安全与通信可自适应协同优化运行的ICPS架构;通过对ADETCS中阈值函数的优化设计,获得一种可随系统动态行为双向连续变化的新型ADETCS;在该机制下,基于主动容侵和容错的思想,通过构造Lyapunov泛函,借助新型Bessel-Legebdre不等式、锥补线性化(CCL)等少保守性技术,在统一的自适应变采样框架下,推证出鲁棒估计器与综合安全控制器的求解方法,使ICPS可同时防御FDI攻击与故障,并具有更优的自适应通信调节能力。仿真结果表明:新型ADETCS中阈值函数的巧妙设计及CCL的应用,相较现存通信机制和设计方法,可使ICPS的综合安全控制性能与资源节约获得更优的折中平衡。

关键词：新型自适应离散事件触发通信机制工业信息物理系统综合安全控制锥补线性化动态优化平衡

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

数据驱动与机理解析方法融合的ICPS自适应综合安全控制

引用

控制与决策 2024年第9期39卷 3079-3089页

作者：李炜陈婧婧李亚洁兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050

针对一类隐蔽虚假数据注入(FDI)和执行器故障共存的工业信息物理融合系统(ICPS),将数据驱动与机理解析方法有机结合,研究综合安全控制与通讯协同设计问题.首先,设计一种服从指数型自适应律的离散事件触发通讯机制(ADETCS),并构建可同时... 详细信息

针对一类隐蔽虚假数据注入(FDI)和执行器故障共存的工业信息物理融合系统(ICPS),将数据驱动与机理解析方法有机结合,研究综合安全控制与通讯协同设计问题.首先,设计一种服从指数型自适应律的离散事件触发通讯机制(ADETCS),并构建可同时抵御网络FDI攻击和物理部件故障的自适应ICPS框架;然后,基于数据驱动技术,通过优选和优化建立FDI攻击的预测模型PSO-CatBoost,对攻击进行准确重构和补偿;接着,借助于增广型Lyapunov-Krasovskii泛函、改进仿射Bessel-Legendre不等式等少保守性技术,推导出鲁棒观测器和综合安全控制器的求解方法;最后,通过四容水箱实例验证所提出方法的有效性.实验结果表明:将数据驱动的隐蔽FDI重构补偿与机理解析的补偿误差抑制深度融合,主被动协同有效容侵了网络攻击,结合对故障的主动容错,并在ADETCS下随系统行为变化自适应调整触发参数,可显著提升ICPS的双重安全防御能力,节约更多的网络资源.

关键词：工业信息物理系统隐蔽FDI攻击自适应触发机制数据驱动机理解析综合安全控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于DoS攻击能量分级的ICPS综合安全控制与通信协同设计

引用

信息与控制 2022年第3期51卷 257-270页

作者：李炜韩小武李亚洁兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心甘肃兰州730050

针对一类有限能量拒绝服务(denial of service,DoS)攻击与执行器故障共存的工业信息物理系统(industry cyber-physical system,ICPS),研究了综合安全控制与通信协同设计问题。首先,考虑单侧网络遭受DoS攻击的情形,构建了ICPS综合安全控... 详细信息

针对一类有限能量拒绝服务(denial of service,DoS)攻击与执行器故障共存的工业信息物理系统(industry cyber-physical system,ICPS),研究了综合安全控制与通信协同设计问题。首先,考虑单侧网络遭受DoS攻击的情形,构建了ICPS综合安全控制架构,并从防御者的视角通过分析不同能量级DoS攻击对系统的影响差异,制定了相应的能量分级标准;其次,设计了DoS攻击的能量分级检测机制,并对小能量攻击以弹性控制鲁棒应对,对大能量攻击提出了一种PD(proportional-differential)数据重构补偿策略,提升了ICPS对DoS攻击的主动防御能力,而安全系数的引入又使主被动容侵得以交融协同;接着,在同一非均匀数据传输机制下,通过给出的观测器与综合安全控制器的设计方法,实现了对不同能量等级DoS攻击的主被动混合容侵、执行器故障主动容错,并与通信协同设计的目标;最后,通过四容水箱系统仿真验证了所得理论结果的有效性。

关键词：工业信息物理系统 DoS攻击能量分级综合安全控制离散事件触发通信机制数据重构补偿

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于DoS攻击能量分级检测与补偿的ICPS综合安全控制方法研究

基于DoS攻击能量分级检测与补偿的ICPS综合安全控制方法研究

引用

作者：韩小武兰州理工大学

学位级别：硕士

工业信息物理系统(Industry Cyber-Physical System,ICPS)的出现成功地带动了工业数字化、网络化及智能化的升级,大大促进了航空航天、国防、工业自动化和基础设施等领域的发展。然而,随着现代通信与工业控制技术之间融合度的不断加深,I... 详细信息

工业信息物理系统(Industry Cyber-Physical System,ICPS)的出现成功地带动了工业数字化、网络化及智能化的升级,大大促进了航空航天、国防、工业自动化和基础设施等领域的发展。然而,随着现代通信与工业控制技术之间融合度的不断加深,ICPS网络层与物理层之间的互动愈发频繁,不可避免地面临日益严重的双重安全威胁,也是导致系统性能下降乃至失稳、崩溃的主要根源。因此,本文直面ICPS网络安全与物理安全的需求,聚焦拒绝服务(Denial of Service,DoS)攻击与执行器故障的共同影响,围绕ICPS综合安全控制问题,较为系统地进行了方法和实验研究,主要内容包括:1)考虑单侧网络存在有限能量DoS攻击和执行器故障,构建了ICPS综合安全控制架构;通过深入分析不同能量等级DoS攻击对系统的影响差异,制定了DoS攻击的大/小能量分级准则,并设计了相应的检测机制;进而在弹性控制的基础上,结合基于PID思想和时间序列预测的补偿方法,提出了不同能量等级DoS攻击的主被动混合容侵策略,为后续ICPS综合安全控制方法的研究奠定了基础。2)在离散事件触发通信机制下,针对DoS攻击与执行器故障共存下的ICPS,以PD数据重构补偿方法应对大能量DoS攻击,以小能量DoS攻击的影响统一非均匀数据传输间隔,推证出了状态与故障估计观测器、综合安全控制器的求取方法,实现了对有限能量DoS攻击的主被动混合容侵与执行器故障的主动容错。3)进一步考虑了a-稳定性与g抑制性能等多目标约束,在改进后的离散事件触发通信机制下,采用精度更高的时间序列预测补偿方法应对大能量DoS攻击,并引入更具少保守性的锥补线性化算法,得到了有限能量DoS攻击下的状态与故障估计观测器及综合安全控制器的求取方法,全面提升了系统性能。4)结合上述所得理论成果的验证需求,重点聚焦DoS攻击的模拟、检测及补偿等功能的实现,以校园局域网作为数据通讯媒介,采用工业控制系统通信接口标准OPC技术,并借助西门子S7-300PLC、PC机等硬件设备,以及Step7、Simatic Net、Matlab等软件,开发了DoS攻击能量分级下的ICPS综合安全控制实验平台,并进行了上述理论成果的有效验证,同时也证实了平台的可靠性与灵活性。

关键词：工业信息物理系统 DoS攻击能量分级检测大能量DoS攻击补偿离散事件触发机制综合安全控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

DoS攻击下CPS综合安全控制与通讯的协同设计方法研究

DoS攻击下CPS综合安全控制与通讯的协同设计方法研究

引用

作者：魏凯锋兰州理工大学

学位级别：硕士

信息物理融合系统（Cyber-Physical System,CPS）是在传统控制系统的基础上引入网络后集计算、通信和控制等技术于一体的复杂系统。因其在性能方面的优越性,CPS被广泛应用于智能电网、能源互联网、智能交通等关系国计民生的重大行业领... 详细信息

信息物理融合系统（Cyber-Physical System,CPS）是在传统控制系统的基础上引入网络后集计算、通信和控制等技术于一体的复杂系统。因其在性能方面的优越性,CPS被广泛应用于智能电网、能源互联网、智能交通等关系国计民生的重大行业领域。然而,由于CPS自身结构的复杂性与网络的开放性等因素引发的物理设备故障与网络攻击使CPS安全防护问题变得尤为突出与紧迫,近年来发生的一系列CPS安全事件可以看出拒绝服务（Denial-of-Service,DoS）攻击发生最为频繁。此外,CPS中海量的感知数据在有限的网络资源下,传输与计算使得CPS的研究更注重资源的有效利用与优化配置。因此,在有效节约网络资源前提下确保CPS安全运行,对于CPS无疑意义是深远的。目前,对于CPS安全控制问题的研究虽已取得不少成果,但对故障与攻击并发的CPS综合安全控制问题涉及尚少。因此,借鉴容错控制的思想,本文将采用离散事件触发通讯机制（Discrete Event-Triggered Communication Scheme,DETCS）,针对具有执行器故障与有限能量DoS攻击的CPS,研究CPS综合安全控制与通讯的协同设计问题,主要内容包括:1)根据DoS攻击的施加机理,将其刻画为作用于系统的特殊连续丢包,并借助边缘计算和容错控制思想,基于DETCS构建了DoS攻击下集感知、通讯、容错和容侵于一体的CPS综合安全控制架构,建立了包含DoS攻击引起的时延、触发条件、故障容错与攻击容侵的闭环故障CPS模型,从而为后续CPS综合安全控制与通讯协同设计的研究奠定了基础。2)基于Lyapunov稳定性理论,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii函数,采用具有少保守性的新型仿射Bessel-Legendre不等式等,推证出DoS攻击下状态与故障估计鲁棒H∞观测器及CPS故障主动容错、攻击被动容侵安全控制器的设计方法,实现了CPS主动容错、被动容侵与通讯的协同设计。3)考虑α-稳定性和γ抑制性能等目标约束,推证出DoS攻击下具有多目标约束的状态与故障估计观测器及CPS主动容错/被动容侵与通讯协同设计的方法,并通过求取系统最大允许时延,得到系统可被动容侵的DoS攻击最大连续丢包数,实现了多目标下CPS故障主动容错、攻击被动容侵与通讯之间的折中平衡。4)考虑系统最大允许时延和DoS攻击持续时间之间的联系,提出基于系统最大允许时延的DoS攻击检测机制与攻击下的数据补偿策略,并结合多目标约束下CPS主动容错、被动容侵与通讯协同设计,实现了DoS攻击下具有多目标约束CPS主动容错、主被动容侵与通讯的协同设计目标。

关键词：信息物理融合系统拒绝服务攻击离散事件触发通讯机制综合安全控制攻击检测与补偿

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

ADETCS下ICPS多模态综合安全控制与通讯协同设计

ADETCS下ICPS多模态综合安全控制与通讯协同设计

引用

作者：程雪兰州理工大学

学位级别：硕士

随着控制、通信、计算机学科的迅猛发展,工业信息物理系统(ICPS)在快速推进的同时,也面临着诸多问题与挑战,如:ICPS作为信息系统与物理系统高度融合的产物,深受网络攻击与物理器件故障的双层困扰;而有限网络带宽与海量数据传输之间的冲... 详细信息

随着控制、通信、计算机学科的迅猛发展,工业信息物理系统(ICPS)在快速推进的同时,也面临着诸多问题与挑战,如:ICPS作为信息系统与物理系统高度融合的产物,深受网络攻击与物理器件故障的双层困扰;而有限网络带宽与海量数据传输之间的冲突,始终是ICPS健康发展的一大羁绊;此外,现存综合安全控制器与通讯机制的适应性不足,也制约了系统性能与通讯资源间的优化平衡。因此,本文围绕自适应离散事件触发通讯机制(ADETCS)的改进、综合安全控制器的优化及适应性的提升,开展了如下研究工作:1)针对FDI攻击与执行器故障共存的ICPS,从节约更多通讯资源与提升综合安全控制器适应性着眼,结合攻击防御、故障容错策略及多模态控制思想,首先以ADETCS替代传统离散事件触发通讯机制,在ADETCS下构建了 ICPS多模态综合安全控制与通讯协同设计框架;其次,为进一步改善触发参数对系统行为的适应度,设计了一种触发参数服从指数自适应律的新型ADETCS,为后续研究奠定了基础。2)针对ADETCS下ICPS综合安全控制问题,引入α-稳定及γ-干扰抑制等多个约束条件,首先设计了具有α1-稳定的鲁棒估计器,实现了系统状态、执行器故障及双侧网络FDI攻击的准确估计;其次,基于所得估计结果,提出了对双侧网络FDI攻击分离与补偿、对执行器故障进行调节,且具有α2-稳定动态输出反馈的综合安全控制策略,并在ADETCS下,基于Lyapunov理论,结合新型Bessel-Legendre不等式、锥补线性化等少保守性技术,给出了综合安全控制与通讯的协同设计方法;并以四容水箱实例仿真验证了 ADETCS下多目标约束综合安全控制方法的有效性。3)进一步考虑控制器与ADETCS之间的适应性问题,首先,对系统工作模态进行分析,并依据系统误差与自适应触发参数集合分布设计了切换准则;其次,将自适应触发参数纳入综合安全控制器推证过程中,通过增广Lyapunov-Krasovskii泛函,使协同设计的控制器与通讯触发权矩阵对触发参数更具依赖性,进而又对多个控制器模态间切换抖振予以消抖处理。经四容水箱实例仿真验证,多模态切换的新型综合安全控制器,较好的改善了控制器与通讯机制的适配度,进一步提升了 ICPS的安全性能与通讯节约之间的平衡水平。

关键词：自适应离散事件触发通讯机制工业信息物理系统综合安全控制动态优化平衡多模态切换控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

编组站机车综合安全控制系统的应用

引用

铁道通信信号 2009年第12期45卷 15-16,19页

作者：田建芬中铁第一勘察设计院集团有限公司

介绍编组站机车综合安全控制系统的构成和功能,并提出典型编组站的工程应用方案。

关键词：编组站机车综合安全控制应用

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

编组站调车机车无线综合安全控制系统建设方案

引用

中国铁路 2013年第5期 28-30页

作者：王春成西安铁路局工程管理所工程师陕西西安71005

阐述独立于编组站综合自动化系统条件下,建设编组站调车机车无线综合安全控制系统的方案,介绍该系统的地面设备配置、车载设备配置、应答器配置、通道建设、通信铁塔、建设工序等内容。

关键词：编组站综合安全控制建设方案

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

输电系统动态安全风险评估与优化

引用

中国科学（E辑） 2009年第2期39卷 286-292页

作者：余贻鑫王东涛天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室天津300072 天津工程师范学院自动化与电气工程学院天津300222

提出一种基于实用动态安全域的输电系统动态安全风险评估和优化模型.在动态安全风险评估模型中计及了综合安全控制措施的成本和节点注入功率不确定性的影响.应用实用动态安全域可以比较方便地计及暂态稳定约束和节点注入功率的不确定性... 详细信息

提出一种基于实用动态安全域的输电系统动态安全风险评估和优化模型.在动态安全风险评估模型中计及了综合安全控制措施的成本和节点注入功率不确定性的影响.应用实用动态安全域可以比较方便地计及暂态稳定约束和节点注入功率的不确定性.给出了确定和划分预想事故集合的方法,并以系统动态不安全风险最小为目标,针对给出的主导预想事故集建立了一种风险控制的最优化模型.通过对预防控制和紧急控制措施的优化以及预想控制集合的优化分解,得到了系统动态不安全风险的最优解.最后以New England 10机39节点系统为例验证了所提出的数学模型的有效性.

关键词：输电系统风险评估动态安全实用动态安全域综合安全控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

信息物理融合环境下网络攻击的微电网弹性控制策略

信息物理融合环境下网络攻击的微电网弹性控制策略

引用

作者：马良华北电力大学(北京)

学位级别：博士

随着通信网络、可编程控制器及电力电子器件的大规模部署应用,微电网由单一的电气网络向典型的信息物理融合系统(Cyber Physical System,CPS)不断演化,其封闭隔离的运行环境被逐渐打破,呈现开放与互联的新特征。在信息物理融合环境下,... 详细信息

随着通信网络、可编程控制器及电力电子器件的大规模部署应用,微电网由单一的电气网络向典型的信息物理融合系统(Cyber Physical System,CPS)不断演化,其封闭隔离的运行环境被逐渐打破,呈现开放与互联的新特征。在信息物理融合环境下,微电网可能遭受多种类型的扰动影响,其中网络攻击由于具有隐蔽性与不可预见性会对微电网的安全稳定运行构成严重威胁。为降低网络攻击等不安全因素对系统性能产生的不利影响,弹性控制(Resilient Control)成为CPS综合安全控制框架的重要研究内容。目前,国内外对网络攻击下微电网弹性控制策略的研究尚处于理论探索阶段,各层面的研究成果不尽完善,有待进一步改进。通过对微电网的量测信号、控制信号、控制决策单元以及通信网络等控制环节所面临的典型异常与网络攻击场景开展弹性控制策略设计研究,可以有效保障微电网提供辅助服务的能力与对关键基础设施的支撑作用,在确保微电网的安稳运行与CPS综合安全控制体系构建方面具有重要的理论研究意义与工程实践价值。针对量测信号异常下并网运行微电网的恒功率控制问题,提出一种基于滑模观测器融合变论域模糊控制的异常信号估计与状态重构控制策略。构建电流互感器故障与网络攻击的典型场景模型,基于线性矩阵不等式设计滑模观测器,引入变论域模糊控制动态调整滑模增益,进而重构得到逆变器输出电流的真实状态,可在简化观测器设计步骤的同时实现高精度的异常量测信号估计,从而消除量测信号异常对恒功率控制目标的影响。仿真实验验证了所提策略在多种类型故障与攻击下的有效性,且与常规模糊控制-滑模观测器方法相比具有响应及时、估计准确的优势,可确保分布式电源(Distributed Generation,DG)输出功率对参考信号的快速无偏跟踪,提升了量测信号异常下微电网的可靠功率输送能力。为解决控制信号异常下孤岛运行微电网的频率-有功控制问题,定量分析了执行器故障与网络攻击引起的异常控制信号对常规基于领导-跟随一致性的微电网次级控制产生的不利影响,提出一种计及时延的分布式自适应滑模控制策略。基于Artstein变换将含有时延的系统状态转换为无时延状态,根据变换后的系统设计基于滑模的分布式控制方法,克服了现有方法需要已知异常信号先验信息的缺陷,可实现对任意异常控制信号的自适应抑制。仿真实验验证了所提控制策略能够保证对非均一、时变时延的有效补偿,且具有对多种类型异常控制信号的良好平抑能力,从而确保微电网频率恢复至额定值的同时有功功率按下垂系数实现合理均分,提高了微电网频率稳定性与延时鲁棒性。针对在控制决策单元中注入虚假数据的典型攻击场景,分析了控制决策单元异常对基于平均值估计信息的孤岛微电网分布式电压-无功控制策略产生的影响,得出了入侵者实施隐蔽攻击与试探攻击的充要条件。提出一种基于信誉机制的弹性控制策略,可实现DG异常行为的分布式检测,克服共谋攻击对信誉度评估结果的影响,证明了所提的隔离与补偿恢复措施可确保平均值估计过程的正确进行。仿真实验验证了暂态扰动、持续攻击与共谋攻击下所提控制策略的有效性,且与未采用补偿恢复措施的控制策略相比,可消除虚假数据的累积效应对电压-无功控制目标的影响,从而确保正常DG平均电压恢复至额定值的同时无功功率按下垂系数实现合理均分,提升了系统的安全性与电压控制的准确性。为解决传统周期性通信方式造成网络负担加重的问题,提出一种基于自触发通信机制的分布式电压-无功控制策略,可在保证孤岛运行的微电网电压稳定的同时满足无功功率按DG容量合理均分。针对入侵者实施拒绝服务攻击引起通信网络中断的典型场景,设计基于ACK应答的通信链路监视机制并据此设置触发条件,克服现有方法需要攻击频率严格受限于通信试探频率的约束,证明了所提控制策略的收敛性能。仿真实验验证了所提控制策略可有效降低微电网控制系统的通信负担实现按需通信,且与未采用ACK应答机制的常规控制策略相比对高频拒绝服务攻击具有更强的抵御能力,可确保通信异常中断下微电网无功功率按DG容量实现均分,有助于降低控制策略对通信服务完好性的依赖。以网络攻击下微电网的弹性控制策略为研究背景,系统地分析了网络攻击引起的量测信号、控制信号、控制决策单元以及通信网络异常对微电网控制性能产生的不利影响,提出了基于滑模观测器的恒功率控制方法,设计了分布式自适应滑模的频率-有功控制方法,根据信誉机制构造分布式电压-无功控制方法,以及引入自触发通信机制设计分布式电压-无功控制方法,实现了网络攻击造成的CPS异常下微电网安全稳定运行的控制目标,形成了微电网弹性控制的理论框架与实施方法,为进一步实际工程应用提供了技术支撑。

关键词：微电网信息物理融合系统综合安全控制弹性控制虚假数据注入攻击拒绝服务攻击

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：