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【2h】

Trust-based fault detection and robust fault-tolerant control of uncertain cyber-physical systems against time-delay injection attacks

机译：基于信任的故障检测和鲁棒容错控制不确定的网络物理系统免受时间延迟注入攻击的影响

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摘要

Control systems need to be able to operate under uncertainty and especially under attacks. To address such challenges, this paper formulates the solution of robust control for uncertain systems under time-varying and unknown time-delay attacks in cyber-physical systems (CPSs). A novel control method able to deal with thwart time-delay attacks on closed-loop control systems is proposed. Using a descriptor model and an appropriate Lyapunov functional, sufficient conditions for closed-loop stability are derived based on linear matrix inequalities (LMIs). A design procedure is proposed to obtain an optimal state feedback control gain such that the uncertain system can be resistant under an injection time-delay attack with variable delay. Furthermore, various fault detection frameworks are proposed by following the dynamics of the measured data at the system's input and output using statistical analysis such as correlation analysis and K-L (Kullback-Leibler) divergence criteria to detect attack's existence and to prevent possible instability. Finally, an example is provided to evaluate the proposed design method's effectiveness.
机译：控制系统需要能够在不确定性下运行，特别是在攻击下运行。为了解决这些挑战，本文在网络 - 物理系统（CPSS）中的时变且未知的时滞攻击下的不确定系统鲁棒控制的解决方案。提出了一种能够处理闭环控制系统的截止时间延迟攻击的新型控制方法。使用描述符模型和适当的Lyapunov功能，基于线性矩阵不等式（LMI）导出闭环稳定性的充分条件。建议设计过程以获得最佳状态反馈控制增益，使得不确定的系统可以在具有可变延迟的喷射时间延迟攻击下抵抗。此外，通过在使用统计分析（例如相关分析和K-L（Kullback-Leibler）发散标准中以检测攻击的存在并防止可能的不稳定性）来提出各种故障检测框架。最后，提供了一个例子来评估所提出的设计方法的效率。

著录项

  • 期刊名称 Heliyon
  • 作者

    Salman Baromand; Amirreza Zaman; Lyudmila Mihaylova;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 2021(7),6
  • 年度 2021
  • 页码 e07294
  • 总页数 9
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
  • 中图分类
  • 关键词

    机译：相关性分析;Cyber​​Actacks;kullback-Leibler分歧;线性矩阵不等式（LMI）;鲁棒控制;不确定的系统;未知的时滞攻击;
  • 入库时间 2022-08-21 12:25:27

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