【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆控制的，具体而言，尤其涉及可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法。
技术介绍
1、智能交通系统(intelligent transportation system，its)的发展是实现安全、环保、高效的交通控制的有效手段之一[1-2]。其中，智能网联汽车编队控制通过蜂窝车联网(cellular-v2x,c-v2x)技术实现车辆间位置、速度和加速度等信息的共享，以此完成车间距和车辆速度的保持与跟踪。与自适应巡航控制(adaptive cruise control,acc)相比，其能够更灵活的获取信息，有响应速度更快且可以保持较小车间距等优点[3]，提高了队列稳定性和交通容纳量。由于其在通信系统和物理系统之间形成了反馈，故可以认为是一个典型的车载信息物理系统(vehicular cyber physical systems,vcpss)[4]。
2、然而，vcpss容易受到通信延时、通信丢包和网络攻击等影响。特别是由网络攻击所引起的安全问题，在近年来倍受关注[5]。典型的网络攻击主要分为拒绝服务(denial ofservice,dos)攻击，重放攻击和欺骗攻击。其中，dos攻击的目的是切断通信链路，阻止车辆交换信息，文献[6]将车辆遭受dos攻击视作通信丢包问题，文献[7]提出一种感知dos攻击动态事件触发机制，并设计了具有鲁棒性约束的分布式mpc控制器。重放攻击则会盗取车辆通信数据，并在一定时延后重发来误导跟随车，文献[8]解决了线性系统在dos攻击和重放攻击下的控制问题。以上两种攻击均可
3、弹性控制是指系统能够适应内部与外部条件发生变化，具有一定的灵活性和鲁棒性，能够处理车辆队列遭受网络攻击等条件下的稳定控制问题。文献[18]所设计的控制器可以应对车辆加速度、速度等受到欺骗攻击的情况，提高了车辆队列应对通信延迟和网络攻击的弹性。文献[19]研究了存在欺骗攻击和外部干扰情况下的固定时间弹性控制，并引入事件触发机制节约通信资源。文献[20]针对同时遭受dos攻击和欺骗攻击的系统设计控制器，保证多重网络攻击下车辆的渐近稳定性和队列稳定性。文献[21]采用rbf神经网络补偿欺骗攻击，然而其假设攻击权重为正，降低了攻击的不确定性，在实际应用中十分保守。
4、上述研究均为针对网络攻击设计的弹性控制策略，在实际应用中，执行器由于其频繁动作会逐渐老化，产生卡死，效率降低等一系列故障，车辆队列系统安全控制的另一个重要因素是执行器故障问题。文献[22-24]针对执行器故障设计了容错控制器。然而在网联车辆队列控制领域，同时考虑执行器故障补偿和网络攻击的弹性控制的研究有限。由于欺骗攻击篡改了状态信息，所以大量对于执行器故障的容错控制方法无法直接应用于欺骗攻击后的系统。为了解决这个难题，文献[25]同时考虑了欺骗攻击和执行器故障的影响，采用nussbaum函数解决攻击信号方向未知的问题，在时间趋于无穷时系统渐近稳定。文献[26]针对欺骗攻击设计有限时间自适应估计器，保证了及时补偿，并基于观测器处理执行器故障，但其仅仅考虑了补偿信号的及时性，忽略了整个系统的稳定速度。在同时考虑网络攻击和执行器故障情况下，针对非线性vcpss系统的自适应有限时间弹性控制问题目前尚未得到充分的研究。
5、参考文件：
6、[1]h.zhou,j.laval,a.zhou,y.wang,w.wu,"review of learning-basedlongitudinal motion planning for autonomous vehicles:research gapsbetweenself-driving and traffic congestion,"in transportation researchrecord,vol.2676,no.1,pp.324-341,2022.
7、[2]a.sarker,h.shen,m.rahman,m.chowdhury,"a review of sensingandcommunication,human factors,and controller aspects forinformation-awareconnected and automated vehicles,"in ieee transactions onintelligenttransportation systems,vol.21,no.1,pp.7-29,2020.
8、[3]m.p.lammert,a.duran,j.diez,"effect of platooning onfuelconsumption of class 8 vehicles over a range of speeds,followingdistances,and mass,"in sae international journal of commercial vehicles,vol.7,no.2,pp.626-639,2014.
9、[4]d.jia,k.lu,j.wang,x.zhang and x.shen,"a survey onplatoon-basedvehicular cyber-physical systems,"in ieee communicationssurveys&tutorials,vol.18,no.1,pp.263-284,2016.
10、[5]a.h.tahoun,m.arafa,"secure control design for nonlinear cyber–physical systems under dos,replay,and deception cyber-attacks withmultipletransmission channels,"in isa transactions,vol.128,pp.294-308,2022.
11、[6]d.zhang,y.-p.shen,s.-q.zhou,x.-w.dong and l.yu,"distributedsecureplatoon control of connected vehicles subject to dos attack:the本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，所述步骤1中，设领航车的编号为0，跟随车的编号为i，i∈N,N＝{1,2,…,n}；x0(t)、v0(t)、a0(t)分别表示领航车的位置、速度和加速度；L表示车身长度，d表示第i辆跟随车与第i-1辆跟随车之间间距的参考信号，每辆跟随车均可接收到前车传输的位置，速度，加速度；
3.根据权利要求2所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，所述执行器在时间t∈tim,s,tim,e[))内遭受故障包括：
4.根据权利要求1所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，所述步骤2中，所述控制目标包括：单车稳定性及队列稳定性；
5.根据权利要求1所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，所述步骤3中，定义分数阶导数为：
6.根据权利要求1所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法
...【技术特征摘要】
1.可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，所述步骤1中，设领航车的编号为0，跟随车的编号为i，i∈n,n＝{1,2,…,n}；x0(t)、v0(t)、a0(t)分别表示领航车的位置、速度和加速度；l表示车身长度，d表示第i辆跟随车与第i-1辆跟随车之间间距的参考信号，每辆跟随车均可接收到前车传输的位置，速度，加速度；
3.根据权利要求2所述的可克服欺骗攻击和执行器故障的网联车辆弹性控制方法，其特征在于，所述执行器在时...
【专利技术属性】
技术研发人员：文世喜，李易璇，何怡文，赵园，胡玲艳，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：
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