Resilient Communication Scheme for Distributed Decision of InterconnectingNetworks of Microgrids
微电网的联网可以提供所需的操作灵活性，以满足越来越多的配电级DER的部署，并在大容量电力系统断电时支持终端用户的需求。但是，网络化微电网由于其复杂的互联关系，容易受到网络物理攻击和故障的影响。因此，有必要设计弹性控制系统，以支持网络化微电网的操作，以响应网络物理攻击和故障。本文介绍了一种用于互连多个微电网以支持关键需求的弹性通信方案，其中即使存在对某些通信链路或微电网控制器的网络攻击，每个微电网控制器也可以分布式地做出互连决策。该方案融合了一个随机对等通信网络，用于在控制器之间交换信息，并采用弹性共识算法实现可靠的互连协议。从修改后的123节点测试配电馈线划分的6个微电网的网络被用来证明所提出的弹性通信方案的有效性。
2022-09-15 cs.SY eess.SY
A Distributed Malicious Agent Detection Scheme for Resilient Power Apportioning in Microgrids
本文针对微电网中分布式能源资源可能存在的恶意行为，提出一种分布式检测与隔离方案，并结合功率分配算法实现弹性辅助服务调度，通过控制器硬件在环实验验证其有效性。
2024-09-30 cs.SY eess.SY
Attack-Resilient Distributed Algorithms for Exponential Nash Equilibrium Seeking
研究了在恶意网络攻击下，有向通信网络中的弹性分布式纳什均衡（NE）求解问题。所考虑的攻击，称为拒绝服务（DoS）攻击，允许发生非周期性的，这是指中断的通信信道进行的智能对手。在这样一个不安全的网络环境中，网络攻击的存在可能会导致不良的性能下降，甚至失败的分布式算法，以寻求非合作游戏的NE。因此，上述设置可以提高待解决问题的实际相关性，同时，它对分布式算法设计和指数收敛分析提出了一些技术挑战。与现有的分布式网元在一个完美的通信网络上寻找结果相反，提出了一种攻击弹性分布式算法，使得在存在DoS攻击的情况下，网元可以以指数收敛速度精确到达。受文献[21]-[26]的启发，通过对攻击频率和攻击持续时间的分析，提出了一种指数NE搜索算法，并通过实例和数值仿真验证了该算法的有效性.
2020-09-22 cs.SY eess.SY
Resilient Global Practical Fixed-Time Cooperative Output Regulation of Uncertain Nonlinear Multi-Agent Systems Subject to Denial-of-Service Attacks
针对受拒绝服务攻击的不确定非线性多智能体系统，提出分布式弹性自适应固定时间控制策略，实现全局实用固定时间协同输出调节，确保信号有界且输出固定时间收敛。
2025-09-10 cs.SY eess.SY
Distributed Estimation over Directed Graphs Resilient to Sensor Spoofing
针对有向通信网络中部分传感器被攻击者篡改的问题，提出基于权重平衡与 consensus+innovations 的 REWB 算法，在受攻击智能体少于半数时保证所有智能体正确估计动态参数。
2023-01-09 cs.SY eess.SY
Distributed Resilient Control of DC Microgrids Under Generally Unbounded FDI Attacks
针对直流微电网分布式二次控制面临的一般无界 FDI 攻击，提出放宽攻击导数有界约束的防御策略，并通过 Lyapunov 证明与对比实验验证其弹性。
2023-09-29 cs.SY eess.SY
Distributed $H_\infty$ Estimation Resilient to Biasing Attacks
我们认为分布式$H_\infty$估计问题的弹性偏置攻击的额外要求。一个攻击的情况下，被认为是一个对手挪用一些观察员节点和观察员动态注入偏置信号。本文提出了一种分布式观测器的推导过程，该分布式观测器赋予每个节点一个攻击检测器，该检测器也可以作为主观测器的攻击补偿反馈控制器。将这些受控观测器连接到一个网络中，得到一个分布式观测器，其节点产生对设备的无偏鲁棒估计。我们表明，在网络中的每个受控观测器的增益可以计算在一个分散的方式，从而减少网络的脆弱性。
2019-06-17 cs.SY eess.SY
Resilient Multi-Dimensional Consensus and Distributed Optimization against Agent-Based and Denial-of-Service Attacks
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Yanshan University（燕山大学）
本文针对多智能体系统在面临基于代理和拒绝服务攻击时的多维共识与分布式优化问题，提出基于辅助点的鲁棒控制算法，确保良性智能体达成共识，并通过理论证明和数值例子验证了算法的有效性。
2025-10-10 cs.SY eess.SY
Resilient Distributed Optimization
本文考虑了一个分布式最优化问题中存在的拜占庭代理能够引入不可信的信息到通信网络。提出了一种基于图冗余和目标冗余的弹性分布式次梯度法。在适当的假设下，该算法使所有非拜占庭智能体的状态渐近收敛到同一最优点。还提供了部分收敛速度结果。
2023-03-20 cs.SY eess.SY math.OC
Extended Version of "Distributed Adaptive Resilient Consensus Control for Uncertain Nonlinear Multiagent Systems Against Deception Attacks"
针对传感器与执行器同时遭受欺骗攻击的不确定非线性多智能体系统，提出基于 Nussbaum 函数、有限时间参考系统和局部误差动态增益的自适应反步弹性一致性控制，实现有限时间误差收敛且残差集可调。
2025-06-09 cs.SY eess.SY
Towards Resilient UAV: Escape Time in GPS Denied Environment with Sensor Drift
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出一种集成攻击检测的无人机弹性状态估计框架，在GPS拒止时仅用IMU信号，定义逃逸时间作为安全度量，分析稳定性并量化下界，仿真验证性能。
2019-06-11 cs.RO cs.SY eess.SY
Resilient UAV Data Mule via Adaptive Sensor Association under Timing Constraints
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本研究提出HGAD策略，通过自适应传感器关联和时间约束优化，提升无人机数据下载稳定性与效率。
2026-01-09 cs.SY eess.SY
Resilient Supervisory Control of Autonomous Intersections in the Presence of Sensor Attacks
本文研究了在传感器攻击存在下自主交叉口的监督控制问题，提出了一种安全、非死锁且最大宽容的抗攻击控制系统，以应对干扰、无控车辆和传感器攻击。
2016-06-21 cs.CR cs.SY eess.SY
Distributed control under compromised measurements:Resilient estimation, attack detection, and vehicle platooning
我们研究如何设计一个安全的基于分布式控制器，使一组车辆可以实现准确的状态估计和编队控制，即使车辆传感器的一个子集的测量受到恶意攻击者。我们提出了一个架构，包括一个弹性的观察员，攻击检测器，和一个基于分布式控制器。分布式检测器能够更新三组车辆传感器：肯定受到攻击的，肯定没有攻击的，和怀疑受到攻击的。自适应观测器通过预设的静态或时变阈值使测量新息饱和，使得潜在受损的测量对估计的影响有限。所提出的结构的基本特性包括：1）检测器是无故障的，攻击和攻击的车辆传感器可以在有限的时间内识别; 2）观察器保证实时误差界和渐近误差界，当更多的攻击或攻击的车辆传感器被检测器识别时，具有更紧的界限; 3）分布式控制器确保闭环稳定性。所提出的方法的有效性进行评估，通过模拟的应用程序，车辆编队。
2020-10-19 cs.SY eess.SY
Resilient Distributed Control for Uncertain Nonlinear Interconnected Systems under Network Anomaly
针对受网络异常影响的不确定非线性互联系统，提出基于反步自适应逼近的分布式控制器，并给出异常持续时间与休止时间的弹性稳定条件。
2025-01-07 cs.SY eess.SY
Distributed Resilient Secondary Control for Microgrids with Attention-based Weights against High-density Misbehaving Agents
针对微电网中高密度异常分布式能源带来的频率同步与功率分配难题，提出带置信权重的全分布式弹性共识协议，从多视角分析并给出充要条件，仿真验证其在低连通鲁棒网络及多异常场景下性能更优。
2024-09-18 cs.SY eess.SY
Resilient Distributed Averaging
在本文中，提出了一个完全分布式平均算法在存在敌对拜占庭代理。该算法是基于一个弹性检索过程，其中所有的非拜占庭节点发送自己的初始值和检索其他代理。我们建立了该算法的收敛依赖于强大的鲁棒性的局部有界对手的图。从时间复杂度和连通性度量之间的关系两个方面对该算法进行了拓扑分析。仿真结果验证了所提出的算法的有效性，在指定的图形条件下。
2021-07-26 cs.MA cs.SY eess.SY
Cyber-Resilient Self-Triggered Distributed Control of Networked Microgrids Against Multi-Layer DoS Attacks
分布式电源高度渗透的网络化微电网具有无处不在的远程信息交换，可能会受到各种网络安全威胁。本文首次解决了网络化微电网中频率同步方面的共识问题，该问题受到多层拒绝服务（DoS）攻击，这可能同时影响通信，测量和控制驱动通道。提出了数据流持久性（PoDF）的统一概念，用于描述不同信息网链路上的数据不可用性，并进一步量化了多层拒绝服务攻击对层次系统的影响。利用PoDF，我们给出了拒绝服务攻击的一个充分条件，在该条件下，基于边的自触发分布式控制框架可以保持一致性.此外，为了减轻离线设计的保守性对最坏情况下的攻击，在所有代理，在线自适应方案的控制参数的开发，以充分利用所有数据传输通道的最新可用信息。最后，通过典型案例验证了所提出的网络弹性自触发分布式控制的有效性.
2022-12-11 cs.SY eess.SY
Resilient and Distributed Discrete Optimal Transport with Deceptive Adversary: A Game-Theoretic Approach
最佳运输（OT）是一个框架，可用于指导有限资源的最佳分配。经典的OT范例在其制定中不考虑恶意攻击，因此所设计的传输计划对对手缺乏弹性。为了解决这一问题，我们建立了一个OT框架，明确占的敌对性和隐形操纵的参与节点在网络中的运输策略设计。具体来说，我们提出了一个博弈论的方法来捕捉运输规划者和欺骗性攻击者之间的战略互动。对所建立的二人零和博弈模型的性质进行了深入的分析。我们进一步开发了一个全分布式算法来计算最优弹性运输策略，并证明了该算法收敛到鞍点均衡。最后，我们使用案例研究证明了所设计的算法的有效性。
2021-06-14 cs.SY eess.SY
Resilient Sensor Placement for Kalman Filtering in Networked Systems: Complexity and Algorithms
给定一个受噪声影响的线性动力系统，我们研究了在传感器配置预算约束下，以最小化相应卡尔曼滤波器的稳态误差协方差迹为目标的传感器优化配置问题。虽然这个问题是NP-困难的一般情况下，我们考虑与系统动力学矩阵相关联的底层图，并专注于当有一个单一的输入在图中的节点之一的情况下。我们提供了一个最优策略（在多项式时间计算）放置在网络上的传感器。接下来，我们考虑攻击的问题（即，在传感器攻击预算约束下移除）所放置的传感器，以便最大化所得到的卡尔曼滤波器的稳态误差协方差的迹线。利用传感器放置问题的见解，我们提供了一个最优策略（计算多项式时间）来攻击放置的传感器。最后，我们考虑的情况下，一个系统设计师放置传感器的传感器放置预算约束，然后攻击对手放置的传感器受到传感器攻击预算约束。弹性传感器布局问题是寻找一种传感器布局策略，使在攻击后幸存的传感器所对应的卡尔曼滤波器的稳态误差协方差的迹最小。我们证明了该问题是NP难的，并给出了一个伪多项式时间算法来求解。
2020-06-24 cs.SY eess.SY math.OC
Resilient Secondary Voltage Control of Islanded Microgrids: An ESKBF-Based Distributed Fast Terminal Sliding Mode Control Approach
针对含逆变器分布式电源的孤岛微网弹性运行问题，提出了一种基于扩展状态卡尔曼-布西滤波器（ESKBF）和快速终端滑模（FTSM）的分布式二次电压控制方法。为了解决多个不确定性的共存，提出了一个统一的建模框架来表示不同类型的干扰，包括参数摄动，测量噪声，和不可测的外部变量，通过扩展状态方法。卡尔曼-布西滤波器，然后应用于精确估计的状态信息的扩展DG模型。此外，在精确估计的基础上，设计了具有终端吸引子的快速终端滑模（FTSM）曲面，以保持系统的稳定性，加快一致性跟踪的收敛速度，从而显著提高了二次电压控制在正常和即插即用两种情况下的性能.最后，在MATLAB/Simulink和实验平台上进行了实例研究，验证了所提方法的有效性.
2020-07-22 cs.SY eess.SY
Multi-Agent Learning for Resilient Distributed Control Systems
弹性描述了系统在干扰和威胁下运行的能力。包括智能电网和交通网络在内的许多关键基础设施都是由许多相互依赖的子系统组成的大规模复杂系统。分散式架构成为大规模系统的关键弹性设计范式。在这本书的章节中，我们提出了一个多智能体系统（MAS）的分布式大规模控制系统的框架，并讨论了MAS学习弹性的作用。本章介绍了在MAS中创建人工智能（AI）堆栈，为子系统提供检测、响应和恢复的计算智能。我们讨论了学习方法在系统的网络层和物理层的应用。讨论的重点是子系统的分布式学习算法，以响应对方，和博弈论的学习，他们响应干扰和敌对行为。本书的章节介绍了分布式可再生能源系统的案例研究，以详细说明MAS架构及其与AI堆栈的接口。
2022-08-09 cs.SY eess.SY
Resilient Distributed $H_\infty$ Estimation via Dynamic Rejection of Biasing Attacks
University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（新南威尔士大学澳大利亚国防军学院）
本文提出一种动态拒绝偏置攻击的分布式状态估计算法，通过网络中的攻击检测滤波器反馈，实现实时、去中心化的鲁棒估计，即使部分节点被攻击也能产生无偏估计。
2018-02-26 cs.SY eess.SY
Distributed Resilient State Estimation and Control with Strategically Implemented Security Measures
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Digital Futures（数字未来）
针对恶意虚假数据注入传感器攻击和有界噪声，提出一种通过战略性部署网络安全措施来最大化系统弹性并平衡成本的方法，并开发了相应的分布式弹性状态估计与控制方案。
2026-06-19 cs.SY eess.SY
Byzantine-Resilient Multi-Agent Distributed Exact Optimization with Less Data
研究了分布式多智能体在f-total拜占庭攻击下的弹性最优化问题。与以往的拜占庭弹性多智能体精确最优化问题的工作相比，我们不要求通信拓扑是全连通的。在费用函数冗余的情况下，基于强凸全局费用和Lipschitz连续梯度的传统假设，提出了分布式比较梯度消去弹性优化算法.在该算法下，我们成功地证明了，如果每个正常智能体的内邻个数大于某个常数，且参数f满足一定的条件，则所有正常智能体对全局变量的局部估计最终会达到一致并收敛到最优解。最后通过数值实验成功地验证了结果的正确性。
2023-03-28 cs.SY eess.SY math.OC
Resilient Model Predictive Control of Distributed Systems Under Attack Using Local Attack Identification
针对分布式系统在恶意攻击下的不确定性问题，提出基于局部信息的模型攻击识别方法，结合分布式模型预测控制构建弹性框架，并在微电网模型上验证了其有效性。
2023-01-13 cs.SY eess.SY
A Resilient Convex Combination for consensus-based distributed algorithms
Purdue University（普渡大学）
本文提出基于凸包交集的鲁棒凸组合方法，用于应对分布式算法中的拜占庭攻击，相比Tverberg点方法具有更低的计算复杂度。
2018-07-10 cs.SY eess.SY math.OC
A Geometric Approach to Resilient Distributed Consensus Accounting for State Imprecision and Adversarial Agents
本文提出一种几何方法，通过将智能体状态建模为不精确区域并计算不变包与安全点，实现对抗性智能体存在下的弹性分布式共识，兼顾状态不精确性与鲁棒性。
2024-03-14 cs.SY eess.SY
Byzantine-Resilient Distributed Observers for LTI Systems
Purdue University（普渡大学）
本文研究了在存在恶意节点的情况下，如何通过分布式状态估计算法来协同估计线性时不变系统的状态，提出了一个具有完全分布式实现的、能够证明正确性的抗攻击状态估计算法，并引入了强鲁棒性概念来表征可行的网络拓扑结构。
2018-10-06 cs.SY eess.SY
Event-triggered distributed MPC for resilient voltage control of an islanded microgrid
从信息物理的角度研究了孤岛微网分布式二次电压控制问题。设计了一种事件触发的分布式模型预测控制（DMPC）方案来调节每个分布式发电机（DG）的电压幅值，以在控制性能与通信和计算负担之间实现更好的折衷。通过使用两个新的事件触发条件，可以很容易地嵌入到DMPC的MG控制的应用程序，计算和通信负担显着减少与控制性能可以忽略不计的妥协。此外，为了降低传感器成本和消除非线性的负面影响，自适应非渐近观测器被用来估计每个DG的内部和输出信号。由于无差拍观测的性质，观测器可以定期应用，以配合基于DMPC的电压调节器。最后，所提出的控制方法的有效性进行了测试的一个简单的配置与4 DG和修改后的IEEE-13测试系统，通过几个有代表性的情况。
2020-07-30 cs.SY eess.SY
Distributed Resilient Asymmetric Bipartite Consensus: A Data-Driven Event-Triggered Mechanism
本文针对非线性离散时间多智能体系统在非周期性DoS攻击下的非对称二分一致性问题，提出一种数据驱动事件触发机制，在状态不可用和数据丢包情况下弹性实现领导者-跟随者一致性，并通过数值算例验证其有效性。
2025-02-06 cs.SY eess.SY
Resilient Feedback Controller Design For Linear Model of Power Grids
Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）
本文设计了针对受传感器和执行器攻击的线性时不变系统鲁棒控制器，提出概率攻击模型，推导了攻击下的观测器和控制器，利用Lyapunov函数方法证明系统在输出反馈控制器下具有指数均方稳定性，仿真结果验证了控制器设计的有效性。
2018-07-18 cs.SY eess.SY
Distributed Adaptive and Resilient Control of Multi-Robot Systems with Limited Field of View Interactions using Q-Learning
在本文中，我们考虑的问题，动态调整增益的多机器人系统（MRS）的潜在的控制设计框架下，MRS团队协调，以保持连接的拓扑结构，同时配备有限的视野传感器。应用基于势的控制框架，并假设机器人的相互作用是由一个三角形的几何编码，我们推导出一个分布式控制法律，以实现拓扑控制的目标。分布式网络中基于电势的控制的一个典型缺点是整个系统行为对增益调节高度敏感。为了克服这一限制，我们提出了一个分布式和自适应增益控制器，保持设计成对的相互作用强度，独立的网络大小。在此基础上，我们实施了一种控制方案，使磁共振成像系统能够抵御对磁共振成像系统中机器人的机载传感器或致动器的外部攻击。在这方面，我们对外部诱发的附加传感器和致动器故障进行了建模，这些故障使磁共振成像系统不稳定。然而，通过采用静态输出反馈设计技术来应用$H_{\infty}$控制协议保证了由传感器和致动器故障信号引起的误差的有界$L_2$增益。最后，我们应用基于策略迭代的Q学习来求解离散时间MRS的自适应增益。仿真结果支持了理论研究结果。
2020-11-12 cs.SY eess.SY
Resilient and constrained consensus against adversarial attacks: A distributed MPC framework
本文提出一种分布式MPC框架，通过检测对抗攻击并优化控制变量，在(F+1)-鲁棒网络下实现一般线性约束多智能体系统的弹性共识，放宽了传统(2F+1)-鲁棒要求。
2023-11-10 cs.SY eess.SY
Resilient Primal-Dual Optimization Algorithms for Distributed Resource Allocation
在许多网络物理系统中，分布式多代理资源分配算法可以提供集中式算法的隐私性和可扩展性。然而，这些算法的分布式性质可能使这些系统容易受到中间人攻击，这可能导致资源分配方案的不收敛和不可行性。在本文中，我们提出了攻击弹性分布式算法的基础上原始对偶优化拜占庭攻击者存在于系统中。特别是，我们设计了攻击弹性的原始对偶法的静态和动态模拟攻击的鲁棒统计。对于静态模仿攻击，我们制定了一个鲁棒的最优化模型，并表明我们的算法保证收敛到鲁棒问题的最优解的邻域。另一方面，一个强大的最优化模型是不需要的动态模拟攻击的情况下，我们能够设计一个算法，收敛到一个接近最优解的原始问题。我们分析了我们的算法的性能，通过理论和计算研究。
2020-09-15 cs.SY eess.SY math.OC
Resilient Decentralized Control of Inverter-interfaced Distributed Energy Sources in Low-voltage Distribution Grids
本文表明，可以找到一个逆变器接口的可再生能源RES和其最佳无功功率支持的终端电压之间的关系。这种关系被称为电压-无功曲线VVC，能够实现RES的分散操作，以实现有源电压管理（AVM）。在本文中，分散AVM技术进行修改，以考虑现实的操作约束的RES的影响。AVM技术利用逆变器的无功功率支持能力，以实现所需的目标，在不平衡的有源低压配电系统LVDS。然而，结果表明，这种AVM技术无法满足运营商的目标时，网络结构动态变化。通过根据系统配置和组件可用性更新VVC，目标函数将得到显著改善，并且AVM方法对网络变化保持弹性。为了保持分布式结构，逆变器的阻抗识别能力被用来找到系统配置本地。自适应VVC能够在线设置中分散控制逆变器。一个现实生活中的郊区住宅LV-DS在都柏林，爱尔兰被用来展示所提出的方法，并证明了所提出的弹性有源电压管理技术的有效性。
2019-11-26 cs.SY eess.SY
Multi-Hypotheses Ego-Tracking for Resilient Navigation
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文提出了一种结合多假设估计和泊松二项式检测器的稳健导航架构，用于识别和隔离定位系统中的异常，通过轨迹重新规划实现性能恢复。
2025-11-26 cs.SY eess.SY
Attack-Resilient State Estimation with Intermittent Data Authentication
对控制系统的基于网络的攻击可能会改变传送到控制器的传感器数据，从而有效地导致控制性能的降低。因此，即使在存在对传感器测量的攻击的情况下，也能够获得准确的状态估计是至关重要的。在本文中，我们分析了弹性状态估计器（RSE）的性能时，任何子集的传感器可能会受到一个隐形攻击者。具体来说，我们考虑的系统与著名的l0为基础的RSE和两个常用的声音入侵检测器（ID）。对于具有有界噪声的线性时不变植物，我们定义了完美可攻击性（PA）的概念，当攻击可能导致无限估计误差，同时保持未被所采用的ID检测到时（即，隐身）。我们推导出必要和充分PA条件，表明即使植物是稳定的，系统也可以完全攻击。虽然PA可以通过使用标准密码机制（例如，消息认证），它们在基于网络的攻击下确保数据完整性，但是它们的连续使用强加了显著的通信和计算开销。因此，我们还研究了在存在隐形攻击的情况下，即使是间歇性使用数据认证对RSE性能保证的影响。我们表明，如果从一些传感器的消息，甚至间歇性认证，隐形攻击可能不会导致无限的状态估计错误。
2020-05-16 cs.SY eess.SY
Resilient Distributed Integral Control for Multimachine Power Systems with Inherent Input Constraint Satisfaction
本文提出一种新型分布式控制器，通过向量场理论保证多机电力系统发电机输入有界，并在单机输入达限时维持其余机组控制任务，增强系统弹性。
2023-05-09 cs.SY eess.SY
Asynchrony-Resilient and Privacy-Preserving Charging Protocol for Plug-in Electric Vehicles
插电式电动汽车（PEV）的普及倡导一种分布式模式，用于协调PEV充电。不同于现有的原始-对偶分解或共识方法，本文提出了一种基于切割平面的分布式算法，它可以实现异步协调，同时很好地保护个人的隐私信息。为此，一个等价的代理模型首先构造利用原优化问题的对偶性，它掩盖了个人用户的私人信息的转换。在此基础上，提出了一种基于割平面的代理问题分布式求解算法，该算法具有处理各种复杂问题的内在优势。关键的实现问题，如分布式初始化，切割平面生成和本地停止标准，进行了详细讨论。对IEEE 37节点和123节点馈线的实际数据进行了数值试验，结果表明，该方法具有较强的抗干扰能力，并支持即插即用的运行模式。预计所提出的方法提供了一种替代路径，以更实用的协议PEV充电。
2020-05-26 cs.SY eess.SY
Decentralized Safety-Critical Control of Resilient DC Microgrids with Large-Signal Stability Guarantees
针对直流微电网现有初级控制器缺乏严格安全保证、易牺牲扩展性等问题，提出结合控制屏障函数与端口哈密顿理论的分布式安全关键控制器，实现分散式可扩展安全镇定，经仿真验证在多故障场景下具备优势。
2025-09-04 cs.SY eess.SY
Attack-Resilient Distributed Convex Optimization of Linear Multi-Agent Systems Against Malicious Cyber-Attacks over Random Digraphs
研究了随机有向图上异构线性多智能体系统在拒绝服务攻击下的弹性指数分布凸优化问题.随机有向图是由不可靠的网络引起的，而允许非周期性发生的DoS攻击是指智能对手中断通信信道。与现有的许多分布式凸优化算法相比，在网络环境下，由于网络环境的不利影响，可能无法得到全局最优解，从而导致优化算法性能下降甚至失效。上述设置对优化算法设计和指数收敛分析提出了某些技术挑战。在这项工作中，提出了几个弹性算法，使一个团队的代理最小化的总和，当地的非二次费用函数在一个安全可靠的方式与全球指数收敛。受[15]-[18]中的初步工作的启发，研究了对攻击频率和持续时间的显式分析，以保证指数最优解。数值模拟结果证明了所提出的设计的有效性。
2021-05-06 cs.SY eess.SY math.OC
Resilient Distributed Vector Consensus Using Centerpoints
本文研究了具有对抗代理的网络中的弹性向量一致性问题，并改进了现有算法的弹性保证。实现弹性向量共识的一种常见方法是，网络中的每个非对抗（或正常）代理通过向其\emph{normal}邻居状态的凸包中的一个点移动来更新其状态。由于智能体无法区分其正常邻居和敌对邻居，因此计算这样一个点（通常称为\emph{safe point}）是一项具有挑战性的任务。为了计算一个安全点，我们建议使用\emph{centerpoint}的概念，这是一个扩展的中位数在更高的维度，而不是Tverberg分区的点，这是经常用于此目的。我们讨论了中心点的概念提供了一个完整的表征安全点在$\mathbb{R}^d$。特别是，我们表明，一个安全点本质上是一个内部的中心点，如果一个正常的代理$i$附近的对手的数量小于$\frac{N_i}{d+1} $，其中$d$是状态向量的维数和$N_i$是在$i$附近的代理的总数。因此，我们获得了对抗代理数量的充分必要条件，以保证弹性向量共识。此外，通过考虑计算中心点的复杂性，我们讨论了改进的弹性保证向量共识算法，并与其他现有的方法进行比较。最后，我们通过实验数值评估我们的方法的性能。
2021-08-14 cs.SY eess.SY
POSE.R: Prediction-based Opportunistic Sensing for Resilient and Efficient Sensor Networks
提出了一种基于预测的弹性高效传感器网络感知算法（POSE.R），该算法利用传感器节点对目标位置的预测来概率性地控制其多模态工作状态，从而实现对目标的跟踪。该算法有两个期望的特征：能量效率和弹性。如果目标是通过一个高节点密度的区域，然后采用最佳的传感器选择方法，最大化的联合代价函数的剩余能量和几何多样性周围的目标位置。这提供了能量效率并增加了网络寿命，同时防止冗余节点跟踪目标。另一方面，如果目标行进通过低节点密度区域或在覆盖间隙中（例如，由节点故障或非均匀节点部署形成），则在周围节点之间进行潜在的博弈，以通过最小化能量消耗和最大化目标覆盖来最佳地扩展它们的感测范围。这提供了弹性，即在存在低节点密度和覆盖间隙的情况下跟踪目标的自我修复能力。该算法是比较评估现有的方法，通过蒙特卡罗模拟，证明其优越性，在跟踪性能，网络弹性和网络寿命。
2020-09-02 cs.MA cs.SY eess.SY
A Game-Theoretic Framework for Resilient and Distributed Generation Control of Renewable Energies in Microgrids
Department of Electrical and Computer Engineering, Tandon School of Engineering, New York University（纽约大学坦顿工程学院电气与计算机工程系）
本文提出非合作博弈框架，研究微电网在可再生能源发电中的战略行为，通过纳什均衡概念确定发电解决方案，结合经济性、稳定性和效率，设计两种去中心化更新方案和新型全分布式PMU算法，通过IEEE 14节点系统验证算法的有效性和鲁棒性。
2016-09-27 cs.SY eess.SY
Resilience for Distributed Consensus with Constraints
本文针对拜占庭攻击下的带约束分布式共识问题，提出基于$(γ_i,α_i)$-弹性凸组合的新方法，给出满足指数收敛的冗余条件，并通过仿真和多智能体学习示例验证有效性。
2023-12-17 cs.SY eess.SY
Critical Load Restoration using Distributed Energy Resources for Resilient Power Distribution System
极端天气事件对老化和过时的配电基础设施产生重大影响。这些高影响低概率（HILP）事件通常会导致长期停机和关键服务的损失，从而严重影响客户的安全。这就需要在灾难期间迅速恢复关键服务，以确保配电网络的复原力。本文提出了一种先进的馈线恢复方法，恢复关键负荷使用分布式能源（DER）。提出了一种弹性恢复方法，联合最大限度地提高恢复的关键负载的量，并通过优化分配网格的可用DER资源，优化恢复时间。恢复问题被建模为一个混合整数线性规划的目标是最大限度地提高恢复后故障的恢复能力，同时满足电网的关键连接和操作约束，并确保一个给定的开环馈线配置的径向操作。仿真结果表明，所提出的方法使用IEEE 123节点馈线与5 DER供应11个关键负荷和IEEE 906总线馈线与3 DER供应17个关键负荷的有效性。DER的可用性和燃料储备恢复网络的影响进行了评估，它表明，所提出的方法是成功地能够恢复最大数量的临界负载使用可用的DER。
2019-12-10 cs.SY eess.SY
Distributed Resilient Interval Observers for Bounded-Error LTI Systems Subject to False Data Injection Attacks
本文提出一种分布式区间观测器，通过基于SVD的变换和邻居节点交集计算，在传感器和执行器遭受虚假数据注入攻击时，实现对LTI系统状态与未知输入的弹性估计，并在IEEE 14节点电力系统上验证了有效性。
2023-03-20 cs.SY eess.SY
On the Impacts of Redundancy, Diversity, and Trust in Resilient Distributed State Estimation
本文研究了易受攻击环境下线性动态过程的分布式状态估计问题。最近试图解决这个问题强加了严格的冗余要求的测量和网络的通信资源。在本文中，我们采取了一个步骤，以减轻这种严格的要求，探索两个互补的方向：（i）使一小部分的节点免疫攻击，或“可信”，（ii）将多样性纳入网络。我们定义了图论的结构，正式捕获冗余，多样性和信任的概念。基于这些结构，我们开发了一个弹性估计算法，并证明了即使是相对稀疏的网络，无论是表现出节点多样性，或包含一个小的子集的可信节点，可以作为更密集的网络对抗性攻击的弹性。最后，在网络设计预算有限的情况下，我们重点研究了（i）选择一组可信节点和（ii）分配多样性的复杂性，以达到所需的鲁棒性水平。不幸的是，我们确定这些问题中的每一个都是NP完全的。
2020-01-20 cs.SY eess.SY math.OC
Resilient Set-based State Estimation for Linear Time-Invariant Systems Using Zonotopes
研究了时变传感器攻击下线性时不变系统基于集合的状态估计问题。只要LTI系统是稳定的且可通过每个传感器观察到的，并且至少有一个传感器未受到损害，我们就保证真实状态始终包含在估计集中。为了提高计算效率，我们使用zonotopes来表示这些集合。然而，我们表明，智能设计的隐形攻击可能会导致算法的最坏情况下的复杂性呈指数增长。我们提出了几种策略来处理这个复杂性的问题，并说明我们的弹性zonotope-based状态估计算法的旋转目标系统。
2022-11-15 cs.CR cs.SY eess.SY
Resilient Model-Free Asymmetric Bipartite Consensus for Nonlinear Multi-Agent Systems against DoS Attacks
针对DoS攻击下兼具合作与对抗关系的非线性多智能体系统，本文通过动态线性化、扩展离散状态观测器和攻击补偿，提出分布式弹性无模型自适应控制算法以实现URABC。
2023-09-29 cs.SY eess.SY
Finite-time Guarantees for Byzantine-Resilient Distributed State Estimation with Noisy Measurements
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本文研究了在不可靠多智能体网络中具有抗拜占庭故障的协作状态估计问题，提出了一种计算高效且能证明抗拜占庭故障的算法，通过梯度下降更新、邻居间信息交换和坐标剔除均值聚合，实现了在弱技术假设下几乎必然的渐近收敛，并进一步证明了高概率的有限时间收敛率。
2018-10-16 cs.SY eess.SY
Fully Byzantine-Resilient Distributed Multi-Agent Q-Learning
University of Michigan（密歇根大学）
本文提出一种完全拜占庭容错的分布式Q学习算法，通过冗余过滤机制和拓扑条件保证智能体在拜占庭攻击下几乎 surely 收敛到最优价值函数。
2026-09-22 cs.MA cs.SY eess.SY
Resilient Time-Varying Output Formation Tracking of Linear Multi-Agent Systems Against Unbounded FDI Sensor Attacks and Unreliable Digraphs
协同编队跟踪的一个显著特征是其分布式特性，即依赖于在稀疏通信网络上的局部控制和信息共享。也就是说，分布式控制方式可能容易受到恶意攻击和不可靠的通信，从而降低编队跟踪性能，甚至使整个多智能体系统不稳定。研究了线性多智能体系统的安全可靠的时变输出编队跟踪问题，攻击者注入任意无界时变信号（FDI攻击），而智能体之间的通信信道则由不可靠的网络引起中断.这两个特点提高了问题的实际相关性，这对分布式算法设计和稳定性分析提出了一些技术挑战。为了减轻不利影响，一种新的弹性分布式控制架构建立，以保证时变输出形成指数跟踪。该框架的主要特点是：1）集成了一个基于拓扑的标识器来补偿不利影响; 2）提出了一个可靠的分布式算法来处理由不可靠通信引起的时变拓扑;以及3）与利用已知知识将攻击处理为有界干扰/故障的现有补救相比，针对动态编队跟踪误差指数收敛的问题，提出了一种弹性策略来处理未知和无界攻击，而现有的结果大多能达到一致最终有界（UUB）结果。数值仿真结果表明了该设计的有效性。
2021-05-06 cs.SY eess.SY
