本文關鍵詞：惡意攻擊下的多智能體系統(tǒng)安全一致性問題研究　出處：《浙江工業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 多智能體系統(tǒng) 一致性 安全性 時延系統(tǒng) 非線性系統(tǒng) 有限時間一致 迭代學習控制 量化一致性 離散時間系統(tǒng) 連續(xù)時間系統(tǒng)

【摘要】：近些年來,隨著無線傳感器網(wǎng)絡、智能交通、機器人協(xié)作控制、無人機編隊飛行等諸多技術在工程領域的廣泛應用,使得人們的生活和工作方式得到了極大的改善。多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制技術作為這些應用的關鍵技術之一,越來越受到國內(nèi)外眾多專家學者的關注并對其進行了大量的科學研究。一致性控制作為多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制領域的代表性問題,也是其他分布式控制和估計的研究基礎,其目標是通過系統(tǒng)中個體鄰居間的信息交互,使得所有個體的狀態(tài)值漸進地或者有限時間內(nèi)趨于相同。由于實際的多智能體系統(tǒng)所處在一個復雜的網(wǎng)絡環(huán)境中,智能體難免會遭遇一些外來的惡意攻擊。安全性問題作為一致性控制一個新的研究領域逐漸被更多的研究者所重視。本文在總結前人工作的基礎上,運用控制理論、穩(wěn)定性理論、矩陣分析和圖論等工具,對多智能體系統(tǒng)一致性控制的安全性問題進行了系統(tǒng)、深入的研究。本文的主要研究成果概括如下:1.概述了多智能體系統(tǒng)安全一致性控制問題,分析了目前研究中存在的一些不足。2.研究了通信時延條件下離散時間多智能體系統(tǒng)安全一致性問題。針對網(wǎng)絡中存在的持有相反目的的正常節(jié)點和惡意節(jié)點兩類節(jié)點,給出了一種新穎的描述節(jié)點間通信拓撲關系的框架:拓撲穩(wěn)健性。然后,根據(jù)拓撲穩(wěn)健性以及惡意節(jié)點的攻擊部署特點,提出一種分布式自適應安全一致性控制算法。所提算法僅利用個體的自身狀態(tài)和相鄰個體的時延信息作為控制輸入,并根據(jù)控制器參數(shù)、拓撲屬性和通信時延,獲得了所提算法實現(xiàn)收斂的充要條件。3.研究了惡意攻擊與通信時延下連續(xù)時間非線性多智能體系統(tǒng)安全一致性問題�？紤]一個由n個節(jié)點組成的有向多智能體系統(tǒng)網(wǎng)絡,其中包含ns個正常節(jié)點和na=n-ns個惡意節(jié)點。根據(jù)鄰居間交互的時延信息,提出了一種同時具有抗攻擊和時延能力的一致性算法。通過構造Lyapunov-Krasovskii函數(shù)以及運用Barbalat-like引理,給出了所提算法的收斂性分析。4.研究了在惡意攻擊下多智能體系統(tǒng)有限時間一致性問題。根據(jù)鄰居中最大惡意節(jié)點個數(shù)上限,以及相應的有向網(wǎng)絡拓撲穩(wěn)健性,設計了一種有效的節(jié)點信息刪減法則。然后,結合迭代學習控制方法,提出一種有限時間安全一致性協(xié)議。理論結果表明:引入恰當?shù)膶W習增益值和合理的通信鏈路權重,以及滿足特定的網(wǎng)絡連通度,那么就能確保正常節(jié)點在每一輪的迭代操作中,其狀態(tài)值始終處于一個安全的容許范圍內(nèi)發(fā)生變化,并能夠實現(xiàn)在有限時間內(nèi)收斂。5.研究了在量化通信下多智能體系統(tǒng)的安全一致性問題。通過引入量化器,將網(wǎng)絡中實時連續(xù)的狀態(tài)信息轉化成量化信息,降低系統(tǒng)的通信開銷。然后結合一種鄰居間節(jié)點的安全策略,設計給出了一種基于鄰居量化信息的安全一致性算法。并且針對f-局部有限惡意攻擊模型的特點,給出了系統(tǒng)中所有正常智能體實現(xiàn)狀態(tài)一致的充分性條件。
[Abstract]:In recent years , with the extensive application of wireless sensor network , intelligent traffic , cooperative control of robot and flying of unmanned aerial vehicle , this paper systematically and deeply researches on the safety of multi - agent system .

【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP309

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本文編號：1380332