(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210979317.9 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 马勇　亓鑫　江海洋　刘成立　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 张璐 (51)Int.Cl. G05B 23/02(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触 发控制方法 (57)摘要 本发明提供了一种周期性DoS攻击下的网络 化船舶弹性触发控制方法， 包括： 建立初始网络 化船舶控制系统模型及周期性DoS攻击模型， 同 时引入动态事件触发机制， 建立周期性DoS攻击 下的初始网络化船舶弹性控制系统模 型， 并考虑 人工时变延迟和辅助测量误差影响建立目标网 络化船舶弹性控制系统模型， 确定目标网络化船 舶弹性控制系统模型处于稳定状态的充分性条 件， 确定控制器增益矩阵， 建立周期性DoS攻击 下 的目标弹性控制器。 本发明通过考虑周期性DoS 攻击、 人工时变延迟和辅助测量误差的影响， 并 引入动态事件触发机制， 最终建立目标弹性控制 器， 能够帮助网络化船舶控制系统在应对网络攻 击时仍保持稳定运行。 权利要求书2页 说明书15页 附图3页 CN 115328089 A 2022.11.11 CN 115328089 A 1.一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 包括： 建立初始网络化船舶控制系统模型； 建立周期性DoS攻击模型； 基于所述周期性DoS攻击模型的特征引入动态事件触发机制， 建立周期性DoS攻击下的 初始网络化船舶弹性控制系统模型； 基于所述初始网络化船舶弹性控制系统模型， 建立引入人工时变延迟和辅助测量误差 后的目标网络化船舶弹性控制系统模型； 确定所述目标网络化船舶弹性控制系统模型处于稳定状态的充分性条件； 基于所述充分性条件确定控制器增益矩阵； 基于所述控制器增益矩阵建立周期性DoS攻击下的目标弹性控制器。 2.根据权利要求1所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述建立初始网络化船舶控制系统模型， 包括: 建立船舶的三自由度模型， 并基于所述船舶的三自由度模型得到相应的系统状态 空间 模型以及未受到DoS攻击时网络化船舶的常规控制器模型； 其中， 所述系统状态空间模型和未受到DoS攻击时网络化船舶的常规控制器模型构成 所述初始网络化船舶控制系统模型。 3.根据权利要求1所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述建立周期性DoS攻击模型， 包括： 考虑周期性DoS攻击对网络传输数据造成的影响建立周期性DoS攻击模型； 所述周期性DoS攻击模型如下： 其中， SDoS(t)为DoS攻击信号， T1,n和T2,n为序列时间段， 分别为有攻击和无攻击的时间 段， SDoS(t)等于0时， DoS攻击处于活跃状态， SDoS(t)等于1时， DoS攻击处于休眠状态。 4.根据权利要求3所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述周期性DoS攻击模型 具有设定的休眠时间和活动时间： 所述设定休眠时间为 表示DoS攻击的第n个睡眠间 隔， 此时允许通信且攻击信号无效； 所述设定活动时间为 表示第n次DoS攻击的活动间隔， 此 时攻击信号有效， 无法发送数据包； 其中， tn和 分别为DoS攻击的休眠开始和结束时间点， 和tn+1分别 为DoS攻击的活动开始和结束时间点， 用 和 来分别表示周期性DoS攻击的休眠时间 和活跃时间。 5.根据权利要求4所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述基于所述周期性DoS攻击模型的特 征引入动态事 件触发机制， 包括： 基于所述周期性DoS攻击具有设定的休眠时间和活动时间的特征设定动态事件触发机权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115328089 A 2制， 确定采样数据能够到 达控制器的条件。 6.根据权利要求5所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述建立周期性DoS攻击下的初始网络化船舶弹性控制系统模型， 包括： 基于所述周期性DoS攻击特 征， 建立受到周期性DoS攻击时网络化船舶的控制器模型； 基于受到周期性DoS攻击时网络化船舶的控制器模型得到受到周期性DoS攻击时网络 化船舶的系统状态空间模型； 其中， 所述受到周期性DoS攻击时网络化船舶的控制器模型和受到周期性DoS攻击时网 络化船舶的系统状态空间模型共同构成初始网络化船舶弹性控制系统模型。 7.根据权利要求6所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述基于所述初始网络化船舶弹性控制系统模型， 建立引入控制 输入及人工时变 延迟和辅助测量 误差后的目标网络化船舶弹性控制系统模型， 包括： 基于所述初始网络化船舶弹性控制系统模型， 确定所述动态事件触发采样间隔， 基于 所述动态事件触发采样间隔引入人工时变延迟和辅助测量误差 分段函数， 建立所述目标网 络化船舶弹性控制系统模型； 其中， 所述目标网络化船舶弹性控制系 统模型为考虑周期性DoS攻击、 动态事件触发、 人工时变延迟和辅助测量 误差后的网络化船舶弹性控制系统。 8.根据权利要求7所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述确定所述 目标网络化船舶弹性控制系统模型处于稳定状态的充分性条件， 包 括： 基于Lyapunov稳定性理论设计使所述目标网络化船舶弹性控制系 统模型处于稳定状 态的线性矩阵不 等式； 其中， 所述线性矩阵不等式即为所述目标网络化船舶弹性控制系统模型处于稳定状态 的充分性条件。 9.根据权利要求8所述的一种周期性DoS攻击下的网络化船舶弹性触发控制方法， 其特 征在于， 所述基于所述充分性条件确定控制器增益矩阵， 包括： 基于所述目标网络化船舶弹性控制系统模型的指数稳定的充分性条件， 得到控制器增 益的联合设计准则； 基于所述联合设计准则得到目标控制器的控制增益矩阵。 10.一种计算机可读储存介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时实现根据权利要求1至9任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115328089 A 3