攻击防御下信息物理系统的H∞控制

付倩慧，李庆奎

(北京信息科技大学 自动化学院，北京 100192)

0 引言

信息物理系统[1](cyber-physical systems，CPS)是实现信息、通信和物理系统交互设计的智能系统，是由信息侧和物理侧组成的混杂系统。CPS广泛应用于生产制造系统[2]、智能电网[3]和智能交通[4]等工业控制系统。传感技术[5]、无线通信网络技术[6]的成熟，促进了信息侧和物理侧之间引入交互性更强的无线通信网络。但是，无线通信技术的发展就像一把双刃剑，其在促进信息流便利传输的同时，也面临着严重的安全挑战。无线通信网络的开放性使得CPS易受恶意攻击[7-9]，影响其信息侧的信息流传输和物理侧的稳定运行。

CPS中物理侧响应具有严格的实时性要求，恶意攻击对无线信道的影响往往会导致数据传输延迟，对系统的性能以及控制系统的分析和设计产生消极的影响。目前针对无线网络控制系统的安全问题，研究大多着重于从攻击者的角度探讨最优攻击策略下系统性能的稳定性。文献[10]提出基于模型的方法验证存在网络攻击的通信系统稳定性。文献[11]提出了由主动防御和被动防御机制组成的安全控制算法。文献[12]考虑了在最佳攻击时间表下的系统稳定性，和具有多个子系统的无线网络控制系统中的最佳攻击计划。文献[13]基于信道信噪比的受限拒绝服务攻击，提出了针对无线CPS的远程状态估计的节能最佳攻击功率计划，和具有信道信噪比的无线通信模型。文献[14]基于Q学习控制方法，通过分析历史数据生成控制智能体，对受攻击系统进行控制调节以保证系统安全运行。……