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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明提供一种欺骗攻击下集群无人系统的状态估计与安全免疫控制方法，分别为集群无人系统各跟随者构建用于跟踪z0t的观测器以及用于跟踪v0t的控制器，然后构建用于跟踪z0t和v0t的估计器系统，并根据各跟随者自身以及各跟随者之间的通信过程是否存在攻击来对估计器系统进行修正，最后根据修正后的估计器系统确定各跟随者为了实现对v0t的跟踪所需要的的控制信号和为了实现对z0t的跟踪所需要的输出反馈控制信号uit，从而实现各跟随者对领导者的z0t和v0t的跟踪；由此可见，本发明能够实现欺骗攻击下集群无人系统的安全跟踪控制，提高系统对欺骗攻击的安全性和抗毁性，还减少了系统之间的数据交互频率和抵抗欺骗攻击对系统状态的影响。

主权项：1.一种欺骗攻击下集群无人系统的状态估计与安全免疫控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立集群无人系统领导者的动力学模型如下： 其中，z0t＝coly0t,...,y0n-1t表示领导者的状态，符号col·表示列向量，y0n-1t表示y0t的n-1阶导数，y0t表示领导者动力学模型的输出，表示z0t的一阶导数，表示领导者动力学模型的状态系数矩阵，表示已知的领导者动力学模型的输出系数矩阵；且有： 其中，I表示单位矩阵，v0,i0，i＝1,...,n，v0,1～v0,n为已知的最小多项式系数，且令v0t＝colv0,1t,...v0,nt；S2：分别为集群无人系统各跟随者构建用于跟踪z0t的观测器如下： 其中，zit＝colyit,...,yin-1t表示跟踪领导者状态z0t的第i个跟随者的实际状态，表示zit的一阶导数，yit表示第i个跟随者的观测器的输出，yin-1t表示yit的n-1阶导数，h表示已知的正常数，uit表示第i个跟随者为了实现对z0t的跟踪所需要的输出反馈控制信号，表示第i个跟随者的观测器的时变状态系数矩阵，表示第i个跟随者的观测器的时变输入系数矩阵；S3：分别为集群无人系统各跟随者构建用于跟踪v0t的动力学方程如下： 其中，表示vit的一阶导数，vit＝colvi,1t,...vi,nt，vi,1t～vi,nt为第i个跟随者成功跟踪v0,1～v0,n时的理论值，表示第i个跟随者为了实现对v0t的跟踪所需要的控制信号；S4：分别为集群无人系统各跟随者构建用于跟踪z0t和v0t的估计器系统如下： 其中，表示vit的估计值，表示的一阶导数，表示zit的估计值，表示的一阶导数，wij表示第i个跟随者与第j个跟随者之间通信权重，wi0表示第i个跟随者与领导者之间通信权重，表示yit的估计值，表示yjt的估计值，yjt表示第j个跟随者的观测器的输出，N表示跟随者的总数，符号tanh·表示双曲正切函数，a、b表示大于零的奇数，且ab，Θjt表示第j个跟随者的置信度值，Πij∈[0，1]表示第i个跟随者对第j个跟随者的置信度值，且第i个跟随者对领导者的置信度值Πi0＝1；S5：判断各跟随者自身是否受攻击影响以及各跟随者之间的通信过程是否存在攻击，判断结果为否的跟随者对应的估计器系统保持不变，判断结果为是的跟随者对应的估计器系统中的替换为替换为其中，xift为作用于第i个跟随者的攻击信号；S6：按照步骤S5最终确定的估计器系统计算估计值和估计值再根据计算得到的估计值和估计值确定各跟随者的控制信号和输出反馈控制信号uit如下： 其中，α∈0,1，m0表示为常量，sig·表示sigmoid函数；S7：将步骤S6获取的控制信号代入步骤S3、输出反馈控制信号uit代入步骤S2，实现各跟随者对领导者的z0t和v0t的跟踪。

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