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专利号: 2019108015648
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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。