本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)化控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種dos攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法。

背景技術(shù)：

1、周期性，作為一種客觀規(guī)律，廣泛存在于自然界與工程實(shí)踐中。周期分段系統(tǒng)，作為一種控制系統(tǒng)，可以在連續(xù)時間內(nèi)近似周期性這一客觀規(guī)律，進(jìn)而使得周期性的規(guī)律可以被應(yīng)用于工程應(yīng)用中。周期分段系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)的駐留時間和切換順序固定，可視為一種切換率固定的特殊切換系統(tǒng)。

2、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為了降低布線的復(fù)雜度、提升系統(tǒng)的可靠性，工業(yè)界的控制系統(tǒng)漸漸向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)化的過程中，由于周期分段系統(tǒng)具有切換特性，網(wǎng)絡(luò)中常見的dos攻擊會造成系統(tǒng)狀態(tài)測量信號、切換信號以及控制信號的傳輸失敗，從而破壞正?？刂七壿嫷膶?shí)現(xiàn)和產(chǎn)生異步控制問題，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，甚至不穩(wěn)定。

3、現(xiàn)有技術(shù)公開了一種步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法，該方法使用梯形分段控制和分段位置式pid控制；針對不同情況下運(yùn)動的特點(diǎn)，通過動態(tài)參數(shù)來修改控制策略。該方法通過目標(biāo)細(xì)分?jǐn)?shù)的補(bǔ)償克服了外部原因引起的控制周期時間不確定的問題，但并未考慮到dos攻擊對于控制系統(tǒng)的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的周期分段系統(tǒng)無法應(yīng)對dos攻擊的缺陷，提供了一種dos攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法。

2、本發(fā)明的首要目的是為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種dos攻擊下的周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制方法，包括：

4、s1：基于事件觸發(fā)控制的網(wǎng)絡(luò)化閉環(huán)控制系統(tǒng)的信號傳輸過程，建立周期分段系統(tǒng)的動力學(xué)模型和事件觸發(fā)機(jī)制；

5、s2：構(gòu)建dos攻擊數(shù)學(xué)模型，結(jié)合所述周期分段系統(tǒng)的動力學(xué)模型和事件觸發(fā)機(jī)制，建立周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型；

6、s3：對所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析，得到所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型的穩(wěn)定性條件；

7、s4：在所述穩(wěn)定性條件下，基于矩陣推導(dǎo)變換法獲得所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型控制參數(shù)的矩陣不等式條件；

8、s5：利用求解器對所述控制參數(shù)的矩陣不等式條件進(jìn)行求解，獲得dos攻擊下周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制參數(shù)。

9、進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)化閉環(huán)控制系統(tǒng)包括：控制單元、傳感單元；

10、所述控制單元包括被控對象、控制器和零階保持器；所述傳感單元包括傳感器和事件觸發(fā)器；

11、所述傳感單元發(fā)送切換指令和周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量到控制單元，控制器發(fā)送控制輸入向量到被控對象。

12、進(jìn)一步地，所述周期分段系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)組成；每個子系統(tǒng)分別對應(yīng)一種模態(tài)；

13、所述周期分段系統(tǒng)動力學(xué)模型的狀態(tài)空間表達(dá)式如下：

14、

15、其中，為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量，為控制輸入向量，為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量導(dǎo)數(shù)，為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時刻，表示子系統(tǒng)的模態(tài)，、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)。

16、進(jìn)一步地，所述dos攻擊數(shù)學(xué)模型如下：

17、同一次dos攻擊開始和結(jié)束之間的時間記為一次dos攻擊過程；

18、時間區(qū)間中dos攻擊發(fā)生的時間集合：

19、

20、時間區(qū)間中dos攻擊不發(fā)生的時間集合：

21、

22、第n次dos攻擊過程中dos攻擊發(fā)生的時間區(qū)間：

23、

24、第n次dos攻擊過程中dos攻擊不發(fā)生的時間區(qū)間：

25、

26、其中，為第n次dos攻擊過程中dos攻擊的持續(xù)時間，為第n次dos攻擊過程中dos攻擊發(fā)生的時刻。

27、進(jìn)一步地，所述事件觸發(fā)機(jī)制如下：

28、當(dāng)dos攻擊不發(fā)生時，第k+1個采樣時刻如下：

29、

30、當(dāng)dos攻擊發(fā)生時，第k+1個采樣時刻如下：

31、

32、其中，為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時刻；為采樣誤差，為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù)，、為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)矩陣，為常數(shù)，為dos攻擊下的采樣間隔。

33、進(jìn)一步地，所述控制輸入向量表達(dá)式如下：

34、

35、其中，為周期分段系統(tǒng)采樣的狀態(tài)向量，為第k個采樣時刻，為周期序號，為一個周期的總駐留時間，為第個周期到第個周期中dos攻擊不發(fā)生的時間集合，為第個周期到第個周期中dos攻擊發(fā)生的時間集合，為時變控制增益，為切換指令。

36、進(jìn)一步地，所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型分為三種狀態(tài)；

37、所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型如下：

38、同步控制狀態(tài)下的周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型：

39、

40、異步控制狀態(tài)下的周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型：

41、

42、dos攻擊狀態(tài)下的周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型：

43、

44、其中，為采樣誤差，為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量，為周期分段系統(tǒng)狀態(tài)向量導(dǎo)數(shù)，、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，為同步控制矩陣，；為異步控制矩陣，；為第i個子系統(tǒng)的控制增益。

45、進(jìn)一步地，所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型的穩(wěn)定性條件為：

46、

47、

48、

49、

50、

51、

52、

53、

54、其中，，，分別表示第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率；，，分別為第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率的最小值；、為dos攻擊參數(shù)，為dos攻擊下的采樣間隔，為切換指令的傳輸間隔，為正的常數(shù)，為第i個子系統(tǒng)的李雅普諾夫時變矩陣，、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，為第i個子系統(tǒng)的控制增益，為同步控制矩陣，，為異步控制矩陣，，為一個周期的總駐留時間，為第i個子系統(tǒng)的駐留時間，為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù)，、為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)矩陣。

55、進(jìn)一步地，所述周期分段系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制參數(shù)包括：控制增益；

56、所述第i個子系統(tǒng)的控制增益如下：

57、

58、

59、

60、其中，、為第i個子系統(tǒng)的時變矩陣多項(xiàng)式，、分別為、的線性插值后表達(dá)式，為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時刻，為周期序號，為第i個子系統(tǒng)的駐留時間，為一個周期的總駐留時間。

61、進(jìn)一步地，所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型控制參數(shù)的矩陣不等式條件如下：

62、

63、

64、

65、

66、

67、

68、

69、

70、其中，，，分別表示第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率；，，分別為第i個子系統(tǒng)的同步控制狀態(tài)、異步控制狀態(tài)、dos攻擊狀態(tài)的衰減率的最小值；、為dos攻擊參數(shù)，為dos攻擊下的采樣間隔，為切換指令的傳輸間隔，為正的常數(shù)，、表示周期分段系統(tǒng)的第個子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，為第i個子系統(tǒng)的控制增益，為一個周期的總駐留時間，為第i個子系統(tǒng)的駐留時間，為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù)，、為第個子系統(tǒng)的事件觸發(fā)矩陣，、為事件觸發(fā)代數(shù)矩陣，,,、為第i個子系統(tǒng)的時變矩陣多項(xiàng)式，為的線性插值后表達(dá)式。

71、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

72、本發(fā)明通過建立周期分段系統(tǒng)的動力學(xué)模型，使得周期分段系統(tǒng)的分析更方便；通過構(gòu)建dos攻擊數(shù)學(xué)模型，將dos攻擊量化，從而便于分析dos攻擊強(qiáng)度；通過建立事件觸發(fā)機(jī)制，減少了不必要的采樣，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源；通過構(gòu)建周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動力學(xué)模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動態(tài)描述閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而便于求解器求解控制參數(shù)。最終求得的控制參數(shù)應(yīng)用于周期分段系統(tǒng)，使得周期分段系統(tǒng)可以抵御一定強(qiáng)度的dos攻擊。