1.一种网络化运动控制系统频域分区攻击检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)确定网络化运动控制系统传递函数;
通过系统辨识,确定网络化运动控制系统传递函数如式(1)所示:其中G(s)为网络化运动控制系统的传递函数,s为传递函数的变量,K,Ts为辨识出来的参数;
2)建立网络化运动控制系统状态空间方程;
考虑系统中存在执行器攻击以及外部扰动的情况,将上述传递函数转换为状态空间方程,如式(2)所示:其中x表示系统状态量,t表示时间,y表示量测输出,u表示系统输入,ω表示外部扰动,fa表示频域分区的执行器攻击信号,A,B,Bω,Ba,C,D为给定的适当维度的常数矩阵;
3)利用广义KYP引理,分频段设计滤波器性能指标,过程如下:
3.1)设计滤波器有如下结构:其中xf表示滤波器状态,t表示时间,y表示量测输出,r表示滤波器输出残差,Af,Bf,Cf,Df为所需要设计的滤波器参数;
同时对频域进行划分:
3.2)设计低频滤波器性能指标:全频段抑制扰动:
低频段灵敏攻击:
中频段抑制扰动:
高频段抑制扰动:
3.2)设计中频滤波器性能指标:低频段抑制攻击:
中频段灵敏扰动:
全频段和高频性能指标均与低频滤波器相同;
3.3)设计高频滤波器性能指标;
低频段抑制攻击:
高频段敏感攻击:
全频段和中频性能指标均与低频滤波器相同;
4)通过线性矩阵不等式求解不同频段滤波器参数,并进行实时检测,过程如下:
4.1)低频滤波器参数求解综合式(4),(5),(6),(7)构建下列矩阵不等式:全频段抑制扰动:
其中,
低频段灵敏攻击:
其中,
中频段抑制攻击:
其中,
高频段抑制攻击:
其中
上述矩阵不等式中,Qb,Qc,Qd,Pa,Pb,Pc,Pd,M,N,Y, Df均为待求解的矩阵变量,ωl,ωc,ωh,ω1,ω2,α1,α2,α3,α4,L11,L12,L2,v均为给定标量,联立式(12),(13),(14),(15),求得低频滤波器参数;
4.2)中频滤波器参数求解综合式(4),(7),(8),(9)构建下列矩阵不等式:低频段抑制攻击:
其中
中频段灵敏攻击:
其中
全频段抑制扰动和高频段抑制攻击均与式(12)和(15)相同;
上述矩阵不等式中,Qb,Qc,Qd,Pa,Pb,Pc,Pd,M,N,Y, Df均为待求解的矩阵变量,ωl,ωc,ωh,ω1,ω2,α1,α2,α3,α4,L11,L12,L2,v均为给定标量,联立式(12),(15)(16),(17),求得中频滤波器参数;
4.3)高频滤波器参数求解综合式(4),(6),(10),(11)构建下列矩阵不等式:低频段抑制攻击:
其中
高频段灵敏攻击:
其中
全频段抑制扰动和中频段抑制攻击均与式(12)和(14)相同;
上述矩阵不等式中,Qb,Qc,Qd,Pa,Pb,Pc,Pd,M,N,Y, Df均为待求解的矩阵变量,ωl,ωc,ωh,ω1,ω2,α1,α2,α3,α4,L11,L12,L2,v均为给定标量,联立式(12),(14)(18),(19),求得高频滤波器参数。