| 王岭人,叶泽华,赵云波.DoS攻击下基于自适应事件触发的无人水面艇航向控制和故障检测[J].高技术通讯(中文),2022,32(9):945~958 |
| DoS攻击下基于自适应事件触发的无人水面艇航向控制和故障检测 |
| Unmanned surface vehicles heading control and fault detection under DoS attack based on adaptive event-triggering |
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| DOI：10.3772/j.issn.1002-0470.2022.09.008 |
| 中文关键词: 无人水面艇（USV）； 网络化控制系统（NCS）； 拒绝服务（DoS）攻击； 自适应事件触发； 故障检测滤波器（FDF） |
| 英文关键词: unmanned surface vehicle (USV), networked control system (NCS), denial of service（ DoS） attack, adaptive event triggering, fault detection filter (FDF) |
| 基金项目: |
| 作者 | 单位 | | 王岭人 | （浙江工业大学信息工程学院杭州 310000） | | 叶泽华 | （浙江工业大学信息工程学院杭州 310000） | | 赵云波 | （浙江工业大学信息工程学院杭州 310000） |
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| 中文摘要: |
| 针对网络能力受限和非周期拒绝服务（DoS）攻击干扰的网络化无人水面艇（USV）系统，提出一种基于自适应事件触发的故障检测滤波器（FDF）和控制器的设计方法。首先，构建一个考虑非周期DoS攻击、外部干扰和执行器故障同时存在的网络化USV控制系统。然后，针对网络化USV系统，提出一种自适应事件触发机制，动态更新触发阈值，减少网络资源浪费。其次，通过构造一个分段Lyapunov函数，给出闭环系统全局指数稳定且具有指定H∞干扰衰减指数的充分条件，并设计基于观测的故障检测滤波器和控制器。最后，通过仿真验证了方法的有效性。结果表明，该方法不仅能对USV系统航向进行有效控制，而且能在节省网络资源的同时检测执行器故障的发生和位置。 |
| 英文摘要: |
| For a networked unmanned surface vehicles (USV) control system with limited network capability and aperiodic denial of service（ DoS） attack jamming, a method of fault detection filter (FDF) and controller based on adaptive event-triggering mechanism is proposed. Firstly, USV control system is constructed, which considers the aperiodic DoS attack, external interference and actuator faults. Secondly, for the networked USV system, an adaptive event-triggering mechanism is proposed to dynamically update the trigger threshold to reduce the waste of network resources. Thirdly, by constructing a piecewise Lyapunov function, it is shown that the closed-loop system is globally exponentially stable and has the specified H∞ disturbance attenuation index, then the fault detection filter and controller based on observation are designed. Finally, the effectiveness of the method is verified by simulation. The results show that the proposed method can not only effectively control the heading of USV system, but also detect the occurrence and location of actuator faults while saving network resources. |
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