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(shí)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(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)的駐留時(shí)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(xiàn)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(guò)程中，由于周期分段系統(tǒng)具有切換特性，網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的dos攻擊會(huì)造成系統(tǒng)狀態(tài)測(cè)量信號(hào)、切換信號(hào)以及控制信號(hào)的傳輸失敗，從而破壞正常控制邏輯的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)生異步控制問(wèn)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(kāi)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(duì)不同情況下運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)態(tài)參數(shù)來(lái)修改控制策略。該方法通過(guò)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(shí)間不確定的問(wèn)題，但并未考慮到dos攻擊對(duì)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(duì)現(xiàn)有技術(shù)的周期分段系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)對(duì)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(wèn)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(hào)傳輸過(guò)程，建立周期分段系統(tǒng)的動(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)模型；

6、s3：對(duì)所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)象。

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

13、所述周期分段系統(tǒng)動(dòng)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(shí)刻，表示子系統(tǒng)的模態(tài)，、表示周期分段系統(tǒng)的第個(gè)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(kāi)始和結(jié)束之間的時(shí)間記為一次dos攻擊過(guò)程；

18、時(shí)間區(qū)間中dos攻擊發(fā)生的時(shí)間集合：

19、

20、時(shí)間區(qū)間中dos攻擊不發(fā)生的時(shí)間集合：

21、

22、第n次dos攻擊過(guò)程中dos攻擊發(fā)生的時(shí)間區(qū)間：

23、

24、第n次dos攻擊過(guò)程中dos攻擊不發(fā)生的時(shí)間區(qū)間：

25、

26、其中，為第n次dos攻擊過(guò)程中dos攻擊的持續(xù)時(shí)間，為第n次dos攻擊過(guò)程中dos攻擊發(fā)生的時(shí)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(shí)，第k+1個(gè)采樣時(shí)刻如下：

29、

30、當(dāng)dos攻擊發(fā)生時(shí)，第k+1個(gè)采樣時(shí)刻如下：

31、

32、其中，為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)刻；為采樣誤差，為第個(gè)子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù)，、為第個(gè)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(gè)采樣時(shí)刻，為周期序號(hào)，為一個(gè)周期的總駐留時(shí)間，為第個(gè)周期到第個(gè)周期中dos攻擊不發(fā)生的時(shí)間集合，為第個(gè)周期到第個(gè)周期中dos攻擊發(fā)生的時(shí)間集合，為時(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(gè)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(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)子系統(tǒng)的李雅普諾夫時(shí)變矩陣，、表示周期分段系統(tǒng)的第個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，為第i個(gè)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(gè)周期的總駐留時(shí)間，為第i個(gè)子系統(tǒng)的駐留時(shí)間，為第個(gè)子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù)，、為第個(gè)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(gè)子系統(tǒng)的控制增益如下：

57、

58、

59、

60、其中，、為第i個(gè)子系統(tǒng)的時(shí)變矩陣多項(xiàng)式，、分別為、的線(xiàn)性插值后表達(dá)式，為周期分段系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)刻，為周期序號(hào)，為第i個(gè)子系統(tǒng)的駐留時(shí)間，為一個(gè)周期的總駐留時(shí)間。

61、進(jìn)一步地，所述周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，為第i個(gè)子系統(tǒng)的控制增益，為一個(gè)周期的總駐留時(shí)間，為第i個(gè)子系統(tǒng)的駐留時(shí)間，為第個(gè)子系統(tǒng)的事件觸發(fā)標(biāo)量常數(shù)，、為第個(gè)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(gè)子系統(tǒng)的時(shí)變矩陣多項(xiàng)式，為的線(xiàn)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(guò)建立周期分段系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，使得周期分段系統(tǒng)的分析更方便；通過(guò)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(guò)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(guò)構(gòu)建周期分段系統(tǒng)的閉環(huán)控制動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)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。