APPLICATION OF FAULT DETECTION SCHEMES TO THE CASE OF CYBER ATTACKS FOR DISTRIBUTED CONTROL SYSTEMS

Nowadays, with the advancements in communication technologies, connectivity has became one of the most important topics. It is fundamental for the implementation of distributed control systems, but it introduces some vulnerabilities, e.g. cyber security. With the high connectivity, the systems become open for cyber attacks. Therefore, to make the systems reliable, cyber security issues must be addressed. The main objective of this thesis is to apply fault detection schemes to detect cyber attacks in distributed control systems. In the first part of this thesis, distributed control and estimation structures are explained. Secondly, three notable types of cyber attacks are introduced with their details. In the next part, the detection of cyber attacks by using fault detection schemes is proposed. Lastly, the fault detection schemes are tested on a numerical example, showing remarkable performances.

Al giorno d'oggi, con i progressi nelle tecnologie di comunicazione, la connettività è diventata una proprietà fondamentale dei sistemi di controllo, rendendo di fatto possible le realizzazione di architetture distribuite. Tuttavia il problema della cyber security si pone in modo importante. Con l'elevata connettività, i sistemi diventano vulnerabili rispetto agli attacchi informatici e, per disporre di sistemi affidabili, è necessario garantire sicurezza nelle comunicazioni. L'obiettivo principale di questa tesi è applicare schemi di rilevamento dei guasti per rilevare attacchi informatici a sistemi di controllo distribuiti. Nella prima parte vengono definite strutture di controllo distribuito e di stima. In secondo luogo, vengono affrontati tre tipi di attacchi informatici molto diffusi e i rispettivi modelli matematici. Nella parte successiva viene discusso il rilevamento di attacchi informatici utilizzando schemi di rilevamento dei guasti. Infine, gli schemi di rilevamento dei guasti discussi vengono testati sull'esempio numerico, String Vehicles.