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申请/专利权人：北京科技大学

摘要：本发明涉及滑模容错安全控制领域，特别是指一种信息物理系统有限时滑模容错安全控制方法及装置。所述方法包括：针对具有传感器故障和执行器故障的离散信息物理系统建立动态模型；针对干扰攻击进行贝叶斯斯塔克尔伯格博弈数学建模，得到博弈双方的最优功率策略；根据贝叶斯斯塔克尔伯格博弈结果得到干扰攻击导致丢包后的离散信息物理系统的动态模型；根据丢包后的动态模型，设计集成观测器，同时估计离散信息物理系统的状态、传感器故障和执行器故障，进而设计基于博弈结果的滑模容错安全控制器。本发明给出了考虑干扰攻击下基于不完全信息的信息物理系统有限时滑模容错安全控制方法。

主权项：1.一种信息物理系统有限时滑模容错安全控制方法，其特征在于，所述方法包括：S1、针对具有传感器故障和执行器故障的离散信息物理系统，建立考虑故障的动态模型；S2、针对干扰攻击进行贝叶斯斯塔克尔伯格博弈数学建模，得到博弈双方的最优功率策略；S3、根据所述考虑故障的动态模型以及博弈双方的最优功率策略，得到丢包后的动态模型；S4、根据所述丢包后的动态模型，设计集成观测器，估计离散信息物理系统的状态；S5、根据离散信息物理系统的状态估计，设计基于博弈结果的滑模容错安全控制器，完成干扰攻击下基于不完全信息的离散信息物理系统有限时滑模容错安全控制；所述S1中的考虑故障的动态模型，如下式（1）所示： （1）式中，表示时刻的状态，表示时刻的状态，表示n维欧式空间，表示时刻，表示常数矩阵，表示常数矩阵，表示控制输入，表示1维欧式空间，表示常数矩阵，表示执行器故障，表示常数矩阵，表示外部扰动，表示测量输出信号，表示p维欧式空间，表示常数矩阵，表示常数矩阵，表示传感器故障；其中，执行器故障和传感器故障的范数满足如下条件： （2）式中，，表示执行器故障范数的上界，，表示执行器故障差分范数的上界，，表示传感器故障范数的上界；所述考虑故障的动态模型中，执行器从控制器接收到的信号，如下式（3）所示： （3）式中，表示执行器的实际输入，表示指示函数，当=1表示数据包传输成功；当=0表示数据包传输失败，表示最后一次成功传输的控制信号；其中，服从伯努利分布如下式（4）所示： （4）其中， （5）式中，表示成功传输数据包的概率，表示误码率，表示数据包的长度，表示高斯误差函数的补函数，表示信道数据速率，表示发射器和接收机之间的信道增益，表示发送功率，表示信道宽度，表示加性高斯白噪声，表示攻击者和接收者之间的信道增益，表示干扰功率；所述S2中的针对干扰攻击进行贝叶斯斯塔克尔伯格博弈数学建模，得到博弈双方的最优功率策略，包括：S21、根据智能攻击者的联合概率分布以及传输者的联合概率分布，建立传输者的效用函数以及智能攻击者的效用函数；S22、根据所述传输者的效用函数以及智能攻击者的效用函数，将传输者与智能攻击者之间的决策过程建模为贝叶斯斯塔克尔伯格博弈，得到博弈双方的最优功率策略。

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