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智能网联车辆自适应协调安全控制研究
| 论文题名： | 智能网联车辆自适应协调安全控制研究 |
| 关键词： | 智能网联汽车;安全队列控制;拒绝服务攻击;切换拓扑;车联网;自适应安全控制 |
| 摘要： | 智能网联汽车融合了许多不同的技术，能够实现无人驾驶、安全和高效的运输.连接机制支持车辆与基础设施之间的通信，共享位置、移动速度等数据.开发日益自主和互联的车辆必然需要增加计算资源.然而，与所有连接的计算基础设施一样，增加计算功能和连通性的水平会增加潜在漏洞的暴露，从而增加未来攻击的可能性.控制设计可以在为车联网提供弹性和鲁棒性方面发挥重要作用.本文主要研究智能网联车辆遭受信息物理攻击的问题，具体内容如下: 首先,针对切换通信网络下的网联车辆系统,考虑通讯层发生执行器攻击、传感器攻击和拒绝服务攻击(Denial-of-ServiceAttacks)时，为了避免车辆碰撞，利用相邻车辆状态信息设计了一种新颖的分布式弹性跟踪控制算法.首先，在子系统控制器结构中引入具有参数更新律的切换弹性转换机制，该机制能够补偿传感器和执行器攻击的影响.实现了网联车辆系统协同跟踪目标，进而建立了闭环跟踪误差系统的鲁棒稳定性分析. 然后，针对具有DoS攻击现象、外部干扰和死区非线性的网联车辆系统的安全队列控制问题，通过构造信号参考生成器和分散跟踪控制器，提出了一种嵌入式协调安全控制方案.此外，利用隐函数定理将多车系统的非仿射形式转化为相应的仿射形式.然后，利用无向通信拓扑和相邻车辆的状态信息，为每辆车设计了具有相应参数更新律的自适应模糊控制器.通过稳定性分析保证了所有闭环信号保持有界,并且在发生DoS攻击和未知死区输入的情况下，网联车辆依然实现队列跟踪的目标. 最后，针对状态不完全可测时，当网联车辆系统发生执行器攻击或传感器攻击时,本文提出了一种新的分布式自适应输出反馈队列控制协议.利用相邻车辆输出信息，在线更新自适应控制器参数，补偿执行器和传感器攻击影响，保证每个车辆的状态跟踪误差是一致最终有界的，并且在存在传感器和执行器攻击的情况下保证了车辆队列协调跟踪的目标.最后，引入一个车辆队列的仿真研究来证明所提方法的有效性. |
| 作者： | 何琳 |
| 专业： | 数学 |
| 导师： | 王鑫;吕建婷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 黑龙江大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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