网络攻击下的Markov跳变系统有限时间控制

谭 天 高金凤 王锦霞 汪家琪

(浙江理工大学机械与自动控制学院 杭州 310018)

(tantian5991@163.com)

随着信息技术和工业水平的飞速发展,网络控制系统的研究与应用愈发广泛,传统的“点对点”式控制系统由于其无法满足当前控制对象的远距离、多分布、可监控、数据传输共享的高效率以及网络安全等需求而逐渐被放弃.网络控制系统具有高效的数据通信与共享、安装与维护灵活、集散远程控制等优点,成为当前网络控制系统领域的研究热点[1-2].

网络控制系统(networked control systems, NCSs)是由传感器、控制器、执行器、被控对象以及共享通信网络构成的闭环系统.当前针对NCSs的研究主要问题在于：一方面由于大量的被控对象使用同一通信网络,不可避免地存在网络时延、数据丢包等影响系统性能的问题;另一方面,大量的工业系统追求控制性能和生产效率而忽略了网络系统的安全问题,NCSs一旦遭受网络黑客攻击,极大程度上将造成重大经济损失[3-6].此外,目前大多数工业系统仅在无限时域内维持系统的稳定性,但是关于系统在短时间内稳定的暂态性能的研究,如电力网络、机器人精微控制等仍然较少,有待发展.

Markov跳变系统是一种特殊的随机系统,相应的系统模态由Markov过程进行描述.不同模态之间的切换即是Markov跳变过程,也称作Markov链.系统的参数由于会受到外界因素的干扰而发生随机跳变,因此,实际生产生活中的许多对象都可以抽象为Markov跳变系统.对于Markov跳变系统的研究也因此具有理论意义与实际意义[7-11].