双时间尺度多智能体系统抗旋转缩放攻击的异步动态事件触发一致性研究

《Expert Systems with Applications》：Two-time-scale multi-agent systems under rotation-scale attacks: Asynchronous dynamic event-triggered consensus

本文针对遭受旋转缩放攻击（Rotation-Scale Attacks）的双时间尺度多智能体系统（TTSMASs），提出了一种完全分布式双阻尼自适应控制协议与异步动态事件触发（DET）机制相结合的创新方案。该方案仅依赖局部信息，有效提升了通信效率并避免了控制信号饱和，利用LMI技术和ε依赖李雅普诺夫函数确保了系统安全一致性，为复杂网络的安全协同控制提供了新思路。

　　

Section snippets

Notations and graph theory

Rⁿ代表 n 维欧几里得空间，R^n×n代表 n × n 实矩阵。1_n∈ Rⁿ是全1向量，I_n∈ R^n×n是单位矩阵。? 表示克罗内克积。λ_min(·) (或 λ_max(·)) 表示对称矩阵的最小（或最大）特征值。P > 0 表示 P 是正定矩阵。‖·‖ 表示向量或矩阵的欧几里得范数。

一个无向图表示为 G = (V, E)，其中 V = {1,2,…,N} 和 E ? V × V 分别是节点集和边集。

Main results

本节开发了一种异步动态事件触发（DET）方案来减轻通信负担，并研究了在旋转缩放攻击下双时间尺度多智能体系统（TTSMASs）的稳定性。

Numerical example

本节通过数值仿真来验证所提出的异步动态事件触发（DET）策略在遭受旋转缩放攻击的一组双时间尺度多智能体系统（TTSMASs）上的有效性。

包含6个节点的双时间尺度多智能体系统（TTSMASs）如图2所示，其拉普拉斯矩阵为 L = [4 -1 -1 -1 0 -1; -1 2 -1 0 0 0; -1 -1 3 0 -1 0; -1 0 0 2 0 -1; 0 0 -1 0 2 -1; -1 0 0 -1 -1 3], 并且 A₁₁= [-8 1; -1 0.8], A₁₂= [-1; 0], A₂₁= [0 1], A₂₂= -2, B = [0; 1; 0], E = [1 0 0; 0 1 0; 0 0 ε]。可以证明该通信图与矩阵 A, B 满足假设1和2。选择参数 ε = 0.01。

Conclusion

本文提出了一种完全分布式动态事件触发（DET）控制策略，解决了遭受旋转缩放攻击（同时引入旋转和缩放效应）的双时间尺度多智能体系统（TTSMASs）的一致性问题。开发了一种具有双阻尼的异步动态事件触发（DET）框架，以减少控制器更新和信息传输的频率。提供了关于一致性和排除Zeno行为的严格理论证明。最后，通过数值算例进行了验证。

CRediT authorship contribution statement

Xiaoli Ruan: 写作-审阅和编辑，写作-初稿，软件，方法论，概念化。 Ze Tang: 写作-初稿，方法论，资金获取。 Ailong Wu: 写作-审阅和编辑，方法论，资金获取。 Jianwen Feng: 写作-审阅和编辑，方法论，资金获取。

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何可能影响本研究报告的竞争性经济利益或个人关系。