北京理工大学徐勇获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种面向城市对抗环境下的异构集群的混合攻击防御控制方法、系统、终端设备及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121386582B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511988248.8,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种面向城市对抗环境下的异构集群的混合攻击防御控制方法、系统、终端设备及介质是由徐勇;万梦颖;杨加秀;邹苏郦设计研发完成,并于2025-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向城市对抗环境下的异构集群的混合攻击防御控制方法、系统、终端设备及介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向城市对抗环境下的异构集群的混合攻击防御控制方法、系统、终端设备及介质,涉及无人平台集群控制技术领域,所述方法包括:构建包含一个领导者与若干跟随者的无人平台集群的理想系统模型,并基于该模型构建信息物理混合攻击模型;使用攻击模型模拟攻击者对理想系统的攻击行为,得到被攻击系统模型;基于被攻击系统模型,构建具有补偿机制的分布式弹性安全估计器,并针对每个跟随者补偿攻击影响并估计期望位置;基于跟随者的期望位置,构建具有补偿机制的分布式弹性安全控制器,并对跟随者进行控制。本发明通过设计估计器与控制器,抵消攻击干扰并生成控制输入,保障异构非线性无人集群在信息物理混合攻击下的安全协同。
本发明授权一种面向城市对抗环境下的异构集群的混合攻击防御控制方法、系统、终端设备及介质在权利要求书中公布了:1.一种面向城市对抗环境下的异构集群的混合攻击防御控制方法,其特征在于,所述方法包括: 构建无人平台集群的理想系统模型,其中,所述无人平台集群包括若干不同类型的无人平台,其中一个无人平台为领导者,其余的无人平台为跟随者,所述无人平台的动力学状态变化非线性,所述无人平台之间通过拓扑图进行通信,且任意两个无人平台之间的通信具有方向性; 基于所述理想系统模型,构建信息物理混合攻击模型,并使用所述信息物理混合攻击模型模拟攻击者对理想系统的攻击行为,得到无人平台集群对应的被攻击系统模型,其中,所述攻击行为包括网络层的异步DoS攻击与物理层的未知FDI攻击信号注入,所述异步DoS攻击为攻击者在不同时段对所述无人平台集群的不同通信链路进行的独立攻击,所述未知FDI攻击信号注入为攻击者向领导者注入未知FDI攻击信号; 基于所述被攻击系统模型,构建具有补偿机制的分布式弹性安全估计器,并针对所述被攻击系统模型的无人平台集群中的每个跟随者,基于所述分布式弹性安全估计器补偿攻击影响并估计期望位置,其中,跟随者基于自身运动学状态与局部估计状态信息,完成期望位置的计算; 基于跟随者的期望位置,构建具有补偿机制的分布式弹性安全控制器,并使用所述分布式弹性安全控制器对跟随者进行控制,使得无人平台集群的领导者与跟随者安全协同,其中,每个跟随者仅基于自身估计的期望位置、实际状态及直接通信邻居的局部信息设计控制输入; 所述基于所述理想系统模型的系统拓扑图与对应的通信链接矩阵,构建安全网络环境下的跟随者的理想系统模型与领导者的理想系统模型,包括: 构建个跟随者的理想系统模型: 其中,与分别为安全网络环境下的第个跟随者的状态与控制输入,表示第个跟随者状态的维数,表示时间变量,表示第个跟随者状态的导数,用于描述所述无人平台的状态随时间的变化规律,与分别表示维数为与的跟随者系统状态矩阵,表示Lipschitz连续的非线性函数,是Lipschitz连续的非线性函数的输出维数; 构建领导者的理想系统模型: 其中,是领导者的理想状态,即跟随者需要跟踪的期望状态,表示领导者状态的维数;表示领导者状态的导数,与分别表示维数为与的领导者系统状态矩阵; 其中,非线性函数满足Lipchitz条件,即存在非负常数,其中,使得对于任意向量,满足: 其中,是向量函数的第个分量,分别为向量的第个分量; 所述基于所述被攻击系统模型,构建具有补偿机制的分布式弹性安全估计器,并针对所述被攻击系统模型的无人平台集群中的每个跟随者,基于所述分布式弹性安全估计器补偿攻击影响并估计期望位置,包括: 基于所述被攻击系统模型,构建具有补偿机制的分布式弹性安全估计器,表示为: 其中,为第个估计器的估计状态,即估计期望位置,为FDI攻击下领导者的实际状态,是局部估计误差,是一个非线性函数,满足: 其中,和分别为DoS攻击补偿增益常数和FDI攻击补偿增益常数,为反馈增益矩阵,其中为给定的对称正定矩阵,为李雅普诺夫矩阵,满足: 其中,是对应于非线性函数的Lipschitz矩阵,为可选参数,,,为对应于攻击模型的攻击衰减率; 所述基于跟随者的期望位置,构建具有补偿机制的分布式弹性安全控制器,并使用所述分布式弹性安全控制器对跟随者进行控制,使得无人平台集群的领导者与跟随者安全协同,包括: 所述基于跟随者的期望位置,构建具有补偿机制的分布式弹性安全控制器,表示为: 其中,是第个跟随者的控制输入,用于对跟随者进行控制,为估计跟踪误差,为网络攻击下第个跟随者的实际状态,,,是一个非线性函数,满足: 其中,为控制增益常数,为补偿增益常数,为反馈增益矩阵,其中为给定的对称正定矩阵,为李雅普诺夫矩阵,满足: 其中,是对应于非线性函数的Lipschitz矩阵,为可选参数,,为衰减率。
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