信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems,CPS)是信息空間與物理空間深度融合與協(xié)同設(shè)計(jì)的大型復(fù)雜系統(tǒng),由于具有不同于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的高度集成以及高度網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn),CPS在各重大領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)層的開(kāi)放共享給CPS的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)更高效率的同時(shí),也加大了CPS所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。這些潛在風(fēng)險(xiǎn)中,網(wǎng)絡(luò)攻擊憑借較大的破壞力,成為了CPS需要解決的首要安全問(wèn)題。其中,拒絕服務(wù)(Denial-of-Service,DoS)攻擊是最破壞力最大,也是最易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)攻擊類(lèi)型,可以通過(guò)占用通信信道的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)造成系統(tǒng)對(duì)正常數(shù)據(jù)收發(fā)請(qǐng)求的拒絕。本文從控制角度出發(fā),對(duì)DoS攻擊下CPS的安全控制問(wèn)題進(jìn)行研究,具體內(nèi)容如下:首先,綜合考慮CPS丟包因素的多樣性,假設(shè)丟包總數(shù)演化的概率特征具有上限,并分別分析了滿足此約束條件的固有丟包馬爾可夫過(guò)程和DoS攻擊馬爾可夫過(guò)程,在此基礎(chǔ)上給出了兩種丟包因素的相互獨(dú)立描述。為了節(jié)約CPS網(wǎng)絡(luò)層帶寬資源,引入了事件觸發(fā)機(jī)制,并研究了具有馬爾可夫丟包過(guò)程的CPS在事件觸發(fā)控制率作用下的漸近穩(wěn)定性。根據(jù)所得到的穩(wěn)定性條件,給出了狀態(tài)反饋控制器的計(jì)算方法。通過(guò)...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 CPS的構(gòu)造及其安全問(wèn)題
        1.2.1 CPS的體系結(jié)構(gòu)
        1.2.2 CPS的安全威脅
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 DoS攻擊建模
        1.3.2 狀態(tài)估計(jì)
        1.3.3 穩(wěn)定性分析與安全控制
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 DoS攻擊下CPS的狀態(tài)反饋控制
    2.1 引言
    2.2 問(wèn)題描述
    2.3 丟包特征描述
        2.3.1 隨機(jī)丟包
        2.3.2 DoS攻擊
        2.3.3 相互獨(dú)立的組合丟包
    2.4 事件觸發(fā)機(jī)制
    2.5 主要結(jié)果
        2.5.1 穩(wěn)定性分析
        2.5.2 控制器設(shè)計(jì)
    2.6 算例仿真
    2.7 本章小結(jié)
第3章 DoS攻擊下CPS的動(dòng)態(tài)輸出反饋控制
    3.1 引言
    3.2 問(wèn)題描述
    3.3 連續(xù)DoS攻擊下的CPS建模
    3.4 主要結(jié)果
        3.4.1 穩(wěn)定性分析
        3.4.2 控制器設(shè)計(jì)
    3.5 仿真實(shí)例
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于安全博弈的CPS滑�？刂�
    4.1 引言
    4.2 問(wèn)題描述
        4.2.1 通信模型
        4.2.2 DoS攻擊下的控制模型
    4.3 CPS跨層設(shè)計(jì)
        4.3.1 網(wǎng)絡(luò)層Stackelberg博弈
        4.3.2 物理層滑模控制
    4.4 主要結(jié)果
        4.4.1 穩(wěn)定性分析
        4.4.2 控制器設(shè)計(jì)
    4.5 仿真實(shí)例
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 全文工作總結(jié)
    5.2 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3822967