كنترل سطح ديناميكي تطبيقي سيستم‌هاي سايبري-فيزيكي غيرخطي نامعين در حضور حملات تزريقي و فريب‌دهنده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

طراحي كنترل‌كننده براي سيستم‌هاي سايبري‌-فيزيكي به‌دليل كاربرد‌هاي مهمي كه دارند، از جمله موضوعات مورد توجه براي محققان در دهه‌هاي اخير به حساب مي‌آيد‌. مسئله‌ي كنترل اين سيستم‌ها به‌دليل وجود ماهيت سايبري و امكان بروز حملات مخرب، پيچيدگي‌هاي خود را دارد و همين امر موجب شده است كه علاقه تحقيقاتي درباره امنيت اين سيستم‌ها از سوي جامعه‌ي محققين افزايش يابد. تحقيقات بر روي امنيت، اقدامات دفاعي در برابر حملات و كنترل ايمن اين سيستم‌ها موضوعاتي است كه جامعه‌ي محققين به آن‌ها پرداخته‌اند، اما هنوز مسائل باز و حل نشده زيادي در اين زمينه مطرح است. در اين گزارش به بررسي كنترل اين سيستم‌ها در حضور حملات مخرب مي‌پردازيم. براي آن­كه بتوان اين‌گونه سيستم‌ها را كنترل كرد، نياز است كه اين حملات به طور كامل شناسايي شوند و نوع و مدل حملات مشخص باشند؛ اما گاهي مهاجمين به‌گونه‌اي حملات را طراحي مي‌كنند كه شناسايي و تشخيص آن بسيار سخت و حتي نا‌ممكن مي‌شود. از اين‌رو استفاده از رويكرد كنترل تطبيقي براي كنترل اين سيستم‌ها كارآمد و مؤثر است و امروزه استفاده از اين رويكرد و روش‌هاي مبتني بر آن مانند روش گام‌ به‌عقب تطبيقي براي اين‌گونه سيستم‌ها امري شناخته شده است. روش تطبيقي قادر به جبران نامعيني‌هاي ناشي از حملات در سيستم است و مي‌تواند عملكرد مطلوب سيستم را باوجود نامعيني‌هاي ناشي از حملات تضمين كند. در اين پژوهش، هدف طراحي كنترل‌كننده با استفاده از روش سطح ديناميكي تطبيقي براي سيستم‌هاي سايبري-فيزيكي غيرخطي با توابع نامشخص است، به‌گونه‌اي كه بتواند نامعيني‌هاي ناشي از حملات تزريقي به حالت‌هاي سيستم و فريب‌دهنده به سيگنال كنترلي ورودي را جبران كند. از آنجا كه توابع غيرخطي در ديناميك سيستم نامشخص هستند، با استفاده از شبكه‌هاي عصبي مصنوعي آن‌ها را تخمين مي‌زنيم و هم‌چنين با توجه به آن‌كه جهت اين حملات نامشخص فرض شده است، با بهره‌گيري از توابع نوسبام خاص و جديد، اين مشكل را برطرف مي‌كنيم. هم‌چنين در اين پژوهش، براي مدل كردن حملات فريب‌دهنده در سيگنال كنترل علاوه بر باياس جمع‌شونده، سيگنال ضرب‌شونده نيز در نظر گرفته شده‌است كه طراحي كنترل‌كننده را پيچيده‌تر مي‌كند. روند كار به اين‌صورت است كه ابتدا كنترل‌كننده را براي سيستم غيرخطي نامعين و در حضور حملات طراحي مي‌كنيم، سپس روش را براي سيستم غيرخطي با تاخير متغير با‌زمان در حالت‌ها تعميم مي‌دهيم و با بكارگيري يك سري توابع خاص زوج كه مشكل صفر شدن سيگنال‌هاي موجود در مخرج كنترل‌كننده برطرف مي‌كند، بدون اضافه كردن فرض و محدوديت جديدي در روند طراحي كنترل‌كننده، نشان مي‌دهيم كه روش بيان شده به‌خوبي مي‌تواند حالت‌هاي سيستم را به يك همسايگي در مبدا همگرا كند.

226805

كنترل

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان