論文の概要: Resilient Output Consensus Control of Heterogeneous Multi-agent Systems against Byzantine Attacks: A Twin Layer Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.15299v1
• Date: Wed, 22 Mar 2023 18:23:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 16:18:53.248734
• Title: Resilient Output Consensus Control of Heterogeneous Multi-agent Systems against Byzantine Attacks: A Twin Layer Approach
• Title（参考訳）: ビザンチン攻撃に対する不均一多エージェントシステムの回復的出力コンセンサス制御:双層アプローチ
• Authors: Xin Gong, Yiwen Liang, Yukang Cui, Shi Liang, Tingwen Huang
• Abstract要約: 本研究では、ビザンチン攻撃に対する異種マルチエージェントシステム(MAS)の協調的制御の問題について検討する。 仮想双対層(TL)を備えた新しい階層型プロトコルDigital Twinの概念に着想を得た。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.824617731137877
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper studies the problem of cooperative control of heterogeneous multi-agent systems (MASs) against Byzantine attacks. The agent affected by Byzantine attacks sends different wrong values to all neighbors while applying wrong input signals for itself, which is aggressive and difficult to be defended. Inspired by the concept of Digital Twin, a new hierarchical protocol equipped with a virtual twin layer (TL) is proposed, which decouples the above problems into the defense scheme against Byzantine edge attacks on the TL and the defense scheme against Byzantine node attacks on the cyber-physical layer (CPL). On the TL, we propose a resilient topology reconfiguration strategy by adding a minimum number of key edges to improve network resilience. It is strictly proved that the control strategy is sufficient to achieve asymptotic consensus in finite time with the topology on the TL satisfying strongly $(2f+1)$-robustness. On the CPL, decentralized chattering-free controllers are proposed to guarantee the resilient output consensus for the heterogeneous MASs against Byzantine node attacks. Moreover, the obtained controller shows exponential convergence. The effectiveness and practicality of the theoretical results are verified by numerical examples.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ビザンチン攻撃に対する異種マルチエージェントシステム(MAS)の協調制御の問題について検討する。 ビザンチン攻撃の影響を受けたエージェントは、攻撃的で防御が難しい入力信号を適用しながら、すべての隣人に異なる間違った値を送信します。 ディジタルツインの概念に触発されて,上記の問題をtlに対するビザンチンエッジ攻撃に対する防御スキームと,サイバー物理層(cpl)におけるビザンチンノード攻撃に対する防御スキームに分離する,仮想ツイン層(virtual twin layer, tl)を備えた新しい階層プロトコルが提案されている。 tlでは,ネットワークのレジリエンスを改善するために最小数のキーエッジを追加することで,レジリエントなトポロジ再構成戦略を提案する。 制御戦略は、tl 上の位相が強い $(2f+1)$-robustness を満たす有限時間で漸近的コンセンサスを達成するのに十分であることが厳密に証明されている。 CPLでは、Byzantineノード攻撃に対する異種MASに対するレジリエントな出力コンセンサスを保証するために、分散型チャットフリーコントローラが提案されている。 さらに、得られたコントローラは指数収束を示す。 理論的結果の有効性と実用性を数値的な例で検証する。

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