1.一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,无人系统集群控制是多智能体系统一致性协同控制的典型应用,使用多智能体系统进行具体描述,其特征在于,包括以下步骤:S1、利用矩阵知识转换具有二阶智能体和一阶智能体的异质系统动力学模型,得到等价同质系统的动力学方程;
S2、引入多信道独立DoS攻击模型;
S3、引入一种可迭代更新的估计器,估计器在DoS攻击发生时启用,用于在DoS攻击期间对邻居智能体的状态进行估计;
S4、智能体及其所拥有的估计器对邻居节点所传送的信息进行区分,根据安全一致性协议将同组智能体的信息以及不同组的智能体的信息分别进行处理;
S5、设置智能体状态更新的控制协议,所述控制协议考虑了异质系统中状态维度不同的情况,各智能体根据其对应的控制策略不断更新自身状态信息,最终实现多智能体系统安全分组一致。
2.根据权利要求1所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,所述利用矩阵知识转换二阶智能体和一阶智能体的异质系统的动力学模型如下:其中,xi(t)表示t时刻智能体i的位置信息, 表示对xi(t)求导,vi(t)表示t时刻智能体i的速度信息, 表示对vi(t)求导,ui(t)表示t时刻智能体i的控制输入;r1表示一阶智能体集合,r2表示二阶智能体集合;
所述转换后的智能体动力学方程包括:
其中,系统矩阵 输入矩阵 ui(t)表示t时刻智能体i的控制输入;转换向量Wi(t)根据智能体的不同可表达为:
3.根据权利要求2所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,所述步骤S2还对DoS攻击有如下约束:其中,Λij(t1,t2)表示在时间段[t1,t2)内,信道 所遭受DoS攻击时间段的集合,表示系统初始的边集合,(i,j)表示智能体i到智能体j之间传递信息的边;len(Λij(t1,t2))表示在时间段[t1,t2)内,信道 所遭受DoS攻击时间的总和; 表示攻击强度的大小,γij>0是每条信道遭受DoS攻击的基础时间;
对于不同的攻击模式,定义 作为在t时刻遭受
攻击的信道的集合,其中 表示属于集合 而不属于集合
4.根据权利要求3所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,所述S3估计器的动力学方程如下:其中, 表示t时刻智能体i对邻居智能体的位置估计值, 表示t时刻智能体i对邻居智能体的速度估计值, 表示t时刻估计器的控制输入;
估计器的控制协议如下:
其中,c1和c2分别是关于位置和速度的耦合强度,NSi表示与智能体i同组的智能体集合,NDi表示与智能体i不同组的智能体集合。
5.根据权利要求4所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,所述S4、智能体及其所拥有的估计器需要对邻居节点所传送的信息进行区分,根据安全一致性协议将同组智能体的信息以及不同组的智能体的信息分别进行处理,具体包括:建立合作‑竞争交互机制,合作‑竞争交互机制是指:同组中智能体之间存在合作关系,不同组之间的智能体是竞争关系,智能体i的相邻节点只能在NSi和NDi中,所以Ni=NSi∪NDi;
考虑二分组情况,前M个节点为一组,后N‑M个节点为一组,在控制协议中同时考虑了二分组机制与合作‑竞争交互关系。
6.根据权利要求5所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括:对于异质多智能体系统,如果下面的条件被满足时,则称基于合作‑竞争的多智能体系统可渐近实现二分组一致:其中, 表示智能体i与智能体j在同一组, 表示智能体i与智能体j在不同组。
7.根据权利要求6所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,假设多智能体系统由N个智能体组成,其拓扑关系可以用一个时变无向图表示,其中 表示节点集, 表示t时刻的边集,在无向图中,智能体i与j之间传递信息的边 与智能体j到i之间传递信息的边等价,即(i,j)=(j,i);节点i的相邻节点集合可表示为
为表示t时刻各节点之间连接关系的邻接矩阵,其中aij(t)>0是边(i,j)的权重,如果则aij(t)=1;否则,aij(t)=0;规定aii(t)=0,即系统拓扑中不存在自环;t时刻无向图 的拉普拉斯矩阵定义为 其中 并且当i≠j时,lij(t)=‑aij(t);考虑到系统拓扑是时变的,初始拉普拉斯矩阵定义为L={L(t)|t=0},初始图定义为 其中 表示初始的边集。
8.根据权利要求7所述的一种DoS攻击下异质无人系统的安全分组一致控制方法,其特征在于,基于估计器的安全控制协议设计如下:其中,c1和c2分别是关于位置和速度的耦合强度,NSi表示与智能体i同组的智能体集合,NDi表示与智能体i不同组的智能体集合,ζ(t)表示遭受DoS攻击的边的集合。