摘要
马尔科夫跳变系统可以看作是多个确定性子系统不同时间段的顺序拼接，并通过一个马尔科夫链来确定每个子系统的切换规律。由于马尔科夫跳变系统可以描述系统结构或参数的突变现象，因此适合更加广泛的应用领域。实际上，相比于马尔科夫跳变系统，半马尔科夫跳变系统驻留时间满足如高斯分布、韦伯分布等更加普遍的分布，对于实际物理系统的描述更具一般性。奇异系统由一系列的微分和代数方程共同描述，又称广义系统或微分代数系统。相比于一般的正则系统,奇异系统不仅涵盖了物理系统的动态特性，也包含了物理系统的静态特性，因此其可以更加准确的描述物理系统的全貌。当奇异系统的系数矩阵满足半马尔科夫过程的随机特性时，便是奇异半马尔科夫跳变系统。信息物理系统(Cyber-PhysicalSystems,CPSs)作为集物理过程、泛在计算、高效通信和有效控制为一体的智能化系统，极大地提高了实际系统的各项性能。奇异半马尔科夫跳变信息物理系统作为其中一类特殊的信息物理系统，虽然被广泛应用于各个领域，但是仍然面临着众多挑战。一方面，大量元件经过通信网络互联，使得通信效率的提高非常关键，因此事件触发策略被提出以进一步提高系统的通信效率。另一方面，实际系统规模的逐渐扩大导致安全问题日益严峻，因此针对网络攻击下的CPSs研究势在必行。 本论文主要研究了多重网络攻击下Takagi-Sugeno(T-S)模糊奇异半马尔科夫跳变系统的事件触发控制与滤波。采用T-S模糊模型来描述一类非线性奇异半马尔科夫跳变系统。提出动态记忆事件触发(Dynamic-MemoryEvent-Triggered,DMET)策略来提高系统的通信效率。包含拒绝服务(DenialofService,DoS)攻击和欺骗攻击的多重网络攻击统一模型被构建用来提高系统的安全性和弹性。采用隐马尔可夫模型(HiddenMarkovModel,HMM)描述物理过程和控制器/滤波器之间的异步现象，分别设计了条件概率部分已知的异步安全控制器和异步耗散滤波器。运用自由权矩阵和李亚普诺夫泛函方法，给出了闭环系统或者滤波误差系统的稳定性和容许性判据，并且满足耗散性能指标。以线性矩阵不等式(LinearMatrixInequalities,LMIs)的形式，最终得到了多重网络攻击下基于DMET策略的控制器和滤波器的协同设计方法。
NETL