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无人水面船舵减摇系统安全控制方法及装置、电子设备 

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申请/专利权人:浙江大学

摘要:本发明公开了一种网络攻击下基于事件触发的无人水面船舵减摇系统安全控制方法及装置、电子设备,包括:构建无人水面船舵减摇系统模型;构建网络攻击下无人水面船的系统模型;构建可靠控制器,得到闭环控制的无人水面船系统模型;对所述闭环控制的无人水面船模型进行事件触发控制,并求解可靠控制器增益;采用所述可靠控制器和事件触发机制对所述无人水面船进行安全控制。本发明可以有效抵抗一类攻击所带来的不利影响,同时减小海浪对无人水面船运动的干扰,系统仅在特定事件时进行通信,减轻了计算负担,可以有效地节省能源、通信资源的消耗和执行器磨损,为无人水面船的安全稳定运行提供了关键的技术支持。

主权项:1.一种网络攻击下基于事件触发的无人水面船舵减摇系统安全控制方法,其特征在于,包括:1构建无人水面船舵减摇系统模型;2在无人水面船舵减摇系统模型基础上构建网络攻击下无人水面船的系统模型,包括:考虑控制站向无人水面船传输控制量的通道受到欺骗类型的攻击f,攻击f篡改了网络中传输的数据,篡改方式为在原数据上添加上攻击参数,攻击f是有界的,即满足||f||2≤F<∞,从而得到网络攻击下无人水面船的系统模型: 其中,x=[v,p,r,φ,ψ]T表示由横荡速度、横摇速度、艏摇速度、横摇角及航向角组成的向量,表示x对时间的导数,u=δ表示舵角方向,f表示攻击信号,||f||2表示f的2-范数,F表示一个已知的有界量,ω=[ωψ,ωφ]T表示海浪在艏摇和横摇方向运动造成的干扰向量,A表示系统矩阵,B表示输入矩阵,E表示扰动项系数矩阵;3在网络攻击下无人水面船的系统模型基础上构建可靠控制器,得到闭环控制的无人水面船系统模型,包括:可靠控制器设计为: 其中,u=δ表示舵角方向,K表示可靠控制器的增益,表示第k次事件触发的触发时间tk时的采样状态,满足α为常数满足α>F,将2代入1得,得到闭环控制的无人水面船系统模型为: 4通过事件触发机制对闭环控制的无人水面船系统模型进行控制,并求解可靠控制器的增益,包括:静态事件触发机制的具体表达式为: 其中,Γ为事件触发的阈值,当满足Γ≥0时触发,表示采样误差,表示的2-范数,ρ和为自行设定的正数,e表示自然常数,t为时间,||K||F表示可靠控制器的增益的F-范数,表示可靠控制器的增益的F-范数的平方,||ε||2表示采样误差的2-范数,表示采样误差的2-范数的平方,表示可靠控制器的增益与第k次事件触发的触发时间tk时的采样状态乘积的2-范数的平方;5将可靠控制器、可靠控制器的增益以及事件触发机制对所述无人水面船进行安全控制。

全文数据:

权利要求:

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