通信繫統在融合信息空間和物理空間過程中起著核心的連接作用。然而，在工業實際中，通信傳輸設備會受到來自信息空間的各類攻擊影響（即，網絡攻擊），可能導致信息傳輸的錯誤甚至失敗，進而引起CPS繫統的不穩或者性能下降。本書繫統性地圍繞CPS的安全控制問題進行深入研究，包括主動引入編解碼協議和被動面對網絡攻擊，分別給出設計安全控制策略的方法和條件，並定量揭示編解碼協議和網絡攻擊對閉環控制繫統的性能影響。

●第1章 緒論 001
1.1 信息物理繫統 002
1.2 信息物理繫統安全控制 003
1.2.1 編解碼協議 003
1.2.2 網絡攻擊 004
1.2.3 基於安全性約束的滑模控制 006
1.3 本書內容 008
參考文獻 010

第2章 基於自適應量化參數的安全控制策略 013
2.1 概述 014
2.2 問題描述 014
2.3 主要結果 017
2.3.1 量化器描述 017
2.3.2 帶有可調量化參數的控制策略 018
2.3.3 編解碼下的量化參數實際調整規則 023
2.4 仿真實例 027
2.5 本章小結 030
參考文獻 030

第3章 虛假數據注入攻擊下的Markov跳變繫統滑模安全控制 033
3.1 概述 034
3.2 問題描述 034
3.3 主要結果 038
3.3.1 滑模面設計 038
3.3.2 針對攻擊參數未知的自適應滑模控制器設計 039
3.3.3 可達性分析和穩定性分析 041
3.4 仿真實例 051
3.5 本章小結 054
參考文獻 054

第4章 虛假數據注入攻擊下的模糊繫統滑模安全控制 057
4.1 概述 058
4.2 問題描述 059
4.2.1 輸入-狀態穩定相關定義和引理 059
4.2.2 區間二型T-S模糊繫統 059
4.2.3 虛假數據注入攻擊模型 060
4.3 主要結果 061
4.3.1 輸入-狀態穩定性分析 063
4.3.2 自適應滑模控制器設計和可達性分析 066
4.3.3 優化求解算法 068
4.4 仿真實例 070
4.5 本章小結 080
參考文獻 081

第5章 虛假數據注入攻擊下的大規模繫統滑模安全控制 083
5.1 概述 084
5.2 問題描述 085
5.3 主要結果 087
5.3.1 新型滑模函數設計與很優滑模控制動態性能分析 087
5.3.2 可達性分析與部分模型依賴的分散式滑模控制律設計 088
5.3.3 基於ADP的分散式滑模控制律設計 090
5.4 仿真實例 097
5.5 本章小結 108
參考文獻 109

第6章 虛假數據注入攻擊下的切換繫統滑模安全控制 111
6.1 概述 112
6.2 問題描述 113
6.3 主要結果 115
6.3.1 依令牌滑模控制器設計 115
6.3.2 依概率輸入-狀態穩定性分析 117
6.3.3 可達性分析 122
6.3.4 求解算法 124
6.4 仿真實例 127
6.5 本章小結 133
參考文獻 133

第7章 隨機DoS攻擊下的切換繫統滑模安全控制 135
7.1 概述 136
7.2 問題描述 136
7.3 主要結果 139
7.3.1 動態輸出反饋滑模控制器設計 139
7.3.2 可達性分析 140
7.3.3 滑模動態分析 146
7.3.4 求解算法 150
7.4 仿真實例 154
7.5 本章小結 158
參考文獻 158

第8章 隨機DoS攻擊下的模糊繫統滑模安全控制 161
8.1 概述 162
8.2 問題描述 163
8.2.1 隨機通信調度協議 163
8.2.2 DoS攻擊及補償策略 164
8.2.3 離散時間區間二型T-S模糊繫統 164
8.3 主要結果 166
8.3.1 隨機穩定性分析 168
8.3.2 可達性分析 171
8.3.3 優化求解算法 174
8.4 仿真實例 178
8.5 本章小結 183
參考文獻 184

第9章 間歇性DoS攻擊下的模糊繫統滑模安全控制 187
9.1 概述 188
9.2 問題描述 188
9.2.1 區間二型T-S模糊繫統 188
9.2.2 間歇性DoS攻擊模型 189
9.3 主要結果 190
9.3.1 滑模控制器設計和可達性分析 192
9.3.2 誤差繫統穩定性 194
9.4 仿真實例 204
9.5 本章小結 210
參考文獻 211

本書針對非線性/隨機/切換/大規模CPS的安全控制問題，繫統闡述了復雜CPS建模、編解碼協議的設計與實現、基於滑模技術的安全控制理論和方法。內容包括：CPS提出的相關背景及研究進展、隨機丟包影響下編解碼協議的設計問題、虛假注入攻擊下CPS 的滑模安全控制問題、拒絕服務攻擊下CPS的滑模安全控制問題。本書可供控制科學與工程、計算機等領域的技術人員參考，也可作為相關專業研究生和高年級本科生的教學用書。

牛玉剛 等 著