[发明专利]基于区间二型T-S模糊的欺骗攻击下的网络控制方法

说明书

本发明公开了基于区间二型T‑S模糊的欺骗攻击下的网络控制方法。首先，提出了一种新的内存事件触发方案，可以在降低通信资源的利用率的同时，保持期望的系统性能。与现有的一些事件触发机制不同，该机制首先利用最近释放的数据包，为提高系统动态性提供了更好的灵活性。其次，考虑到网络控制系统的安全问题，采用了一种随机发生的欺骗攻击模型，其中有界恶意信号是由对手注入的。考虑到METS和欺骗攻击的影响，构建了新型网络控制系统模型，并设计了相应的状态反馈控制器。然后，利用李亚普诺夫函数技术得到了系统渐近稳定的充分条件，求解控制器的增益矩阵，解决基于区间二型T‑S模糊模型的欺骗攻击下的事件触发控制问题。

技术领域

本发明属于控制科学与控制工程领域，具体涉及基于区间二型T-S模糊模型的欺骗攻击下的网络控制方法。

背景技术

随着开放但不受保护的通信网络的普遍使用，其中网络安全系统越来越容易受到各种恶意攻击者的攻击。据报道，一次成功的网络攻击可能会导致非常严重的后果，包括客户信息泄露，基础设施破坏，甚至危及生命。因此，网络控制系统(NCS，Network ControlSystem)的安全问题引起了越来越多的关注，其中，欺骗攻击是最重要的网络攻击之一，欺骗攻击，也被称为虚假数据注入攻击，攻击者通过网络发送虚假的控制输入信号，改变数据信息的真实性或者完整性，降低甚至恶化系统的性能，这对控制系统来说，威胁性是相当大的。越来越多的注意力被用于探索欺骗攻击，因此我们需要寻找一种新的方法来改善网络控制系统。

区间二型T-S模糊控制系统是研究非线性系统的热门方向之一。区间二型T-S模糊控制系统的优点在于：(1)区间二型T-S模型相较于传统的一型T-S模型具有更好的处理不确定信息的能力；(2)区间二型T-S模型比二型T-S模型在计算方面更具有优势，且还拥有二型 T-S模型的优点。现有技术大多是对一型T-S模糊控制系统的研究，对区间二型T-S模糊控制系统的研究还很少。因此区间二型T-S模糊网络控制系统在实际应用中受到越来越多的关注，吸引越来越多的学者研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了基于区间二型T-S模糊模型的欺骗攻击下的网络控制方法，设计了一种内存事件触发方案，在降低通信资源占用的同时维持系统性能。采用随机发生的欺骗攻击模型，结合内存事件触发方法构建了网络控制系统模型，实现针对欺骗攻击的网络系统的安全控制。

基于区间二型T-S模糊模型的欺骗攻击下的网络控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、建立基于区间二型T-S模型的网络控制系统模型

建立欺骗攻击下的网络系统的数学模型：

其中，表示网络系统的状态，为系统状态变量，为控制输入向量，φ(t)为初始向量值函数。A_i、B_i是具有适当维数的常数矩阵。

利用区间二型T-S模型的IF-THEN规则描述欺骗攻击下网络系统的数学模型：

其中，N_ai是前提变量θ_a(x(t))在第i条规则下的模糊集，a＝1,2,…,r，i＝1,2…,r；在系统初始状态下，控制输入向量u(t)＝0，初始向量值函数φ(t)∈[-τ_M,0)，τ_m,t_M是已知常数标量。

步骤二、网络系统模型去模糊化

在步骤一建立的欺骗攻击下网络系统的数学模型中加入隶属度函数，对模型(2)进行去模糊化：

其中，分别为前件变量θ_a(x(t))隶属度的上限与下限，是第i条规则激活强度的取值范围，是系统不确定相关的非线性函数，且满足