数据驱动与机理解析方法融合的ICPS自适应综合安全控制

作     者：李炜 陈婧婧 李亚洁 LI Wei;CHEN Jing-jing;LI Ya-jie

作者机构：兰州理工大学电气工程与信息工程学院 甘肃省工业过程先进控制重点实验室 

基　　金：国家自然科学基金项目(62163022) 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2024年第39卷第9期

页      码：3079-3089页

摘      要：针对一类隐蔽虚假数据注入(FDI)和执行器故障共存的工业信息物理融合系统(ICPS),将数据驱动与机理解析方法有机结合,研究综合安全控制与通讯协同设计问题.首先,设计一种服从指数型自适应律的离散事件触发通讯机制(ADETCS),并构建可同时抵御网络FDI攻击和物理部件故障的自适应ICPS框架;然后,基于数据驱动技术,通过优选和优化建立FDI攻击的预测模型PSO-CatBoost,对攻击进行准确重构和补偿;接着,借助于增广型Lyapunov-Krasovskii泛函、改进仿射Bessel-Legendre不等式等少保守性技术,推导出鲁棒观测器和综合安全控制器的求解方法;最后,通过四容水箱实例验证所提出方法的有效性.实验结果表明:将数据驱动的隐蔽FDI重构补偿与机理解析的补偿误差抑制深度融合,主被动协同有效容侵了网络攻击,结合对故障的主动容错,并在ADETCS下随系统行为变化自适应调整触发参数,可显著提升ICPS的双重安全防御能力,节约更多的网络资源.

主 题 词：工业信息物理系统 隐蔽FDI攻击 自适应触发机制 数据驱动 机理解析 综合安全控制 

学科分类：0839[0839] 08[工学] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.13195/j.kzyjc.2023.0333

馆 藏 号：203140247...