【摘 要】
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信息物理系统(Cyber-Physical Systems)是具有高效能网络化的智能信息系统，它通过一系列计算单元和物理对象，在网络环境下的高度集成与交互，来提高系统在信息处理、实时通信、远程精准控制以及组件自主协调等方面的能力，是时空多维异构的混杂自治系统，具有实时、安全、可靠、高性能等特点。由于其自身的分布式结构及其复杂性，导致CPS容易受到网络攻击，网络攻击会造成不可估量的损失，因此必须在C
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信息物理系统(Cyber-Physical Systems)是具有高效能网络化的智能信息系统，它通过一系列计算单元和物理对象，在网络环境下的高度集成与交互，来提高系统在信息处理、实时通信、远程精准控制以及组件自主协调等方面的能力，是时空多维异构的混杂自治系统，具有实时、安全、可靠、高性能等特点。由于其自身的分布式结构及其复杂性，导致CPS容易受到网络攻击，网络攻击会造成不可估量的损失，因此必须在CPS投入使用之前确保其安全性。
本文针对CPS的安全性问题进行研究，主要以无人机编队系统及无线传感器网络系统两类典型的CPS为例，设计了一种容错算法，当系统受到网络攻击，也能够正常进行工作。首先我们针对拒绝服务攻击(DOS)和虚假数据注入攻击，分别设计了基于数据接收率(PRR)和编码矩阵的检测方法。对于智能型的网络攻击，往往能够躲避检测系统，使系统不能及时检测到网络攻击。本文设计的两种检测方法有别于传统的检测方式，能够及时有效的检测到网络攻击。
针对无人机编队系统，应用基于观测器的含有可调参数的控制器进行控制，使其能够达到协调一致，并假设系统在受到DOS攻击的情况下，应用基于PRR的检测方法设计了一种容错策略，使系统在受到攻击时仍能保持协调一致。针对无线传感器网络系统，考虑其自身的覆盖特性，设计了一种自调整算法，使系统能够最大面积的覆盖目标区域。并与PRR检测算法相结合，设计了一种容错策略，使系统在受到攻击时仍能保证覆盖目标区域面积最大。本文针对两种系统在不同的情况下都进行了仿真，通过仿真验证了本文设计的容错算法能够达到预期的目的。
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