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Dynamic Output Feedback Linear Quadratic Control for CPSs Under Sparse Attacks
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AI
DOI：10.1109/TCYB.2025.3555018.png)
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摘要
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本文针对在稀疏执行器和传感器攻击下的信息物理系统（CPSs），提出了一种基于动态输出反馈（DOF）策略的线性二次型（LQ）控制。该控制方案分为三个步骤：首先，将所研究的系统根据所有可能的攻击集转化为一组混合系统；其次，针对正确攻击集的情况，研究了DOF LQ（dLQ）控制方案，包括分析相似变换对dLQ成本的影响、确定最优的相似变换显式形式，以及给出dLQ唯一可观测鞍点的计算表达式；最后，提出了两种在线攻击检测机制：1）自适应切换机制（ASM）和2）改进的自适应切换机制（IASM）。两种机制的区别在于IASM能更快地检测到攻击。结合dLQ控制方法与上述两种机制之一的混合控制方案，可确保闭环系统的渐近稳定性。与需要频繁在线计算系统状态的经典基于数据的最优控制方法不同，本文提出的混合控制方案仅在控制模式切换的时间段内求解系统状态，从而显著降低了计算复杂度。通过两个仿真示例分别验证了所提出方法的有效性和优越性。
Keyword:
Cyber-physical systems (CPSs)
dynamic output feedback linear quadratic
secure control
sparse sensor and actuator attacks
