信息物理系统（Cyber-Physical System,CPS）是新一代智能系统,已广泛应用于航空航天、军事设施和民用基础设施等大量实际领域。通常,CPS的物理设备由传感单元、计算单元和通信的信息层监控或控制单元组成。与经典控制系统不同,CPS的运行和通信通过一些共享的有线或无线网络介质进行,这使得CPS对网络世界更加开放。然而由于网络信息交互的开放性和物理层动力学的复杂性,CPS的长时间运行可能会出现一些安全隐患,这些安全隐患的出现导致CPS为恶意攻击者提供了实施其别有用心的机会。虚假数据注入（False Data Injection,FDI）攻击正是攻击者利用系统出现的漏洞进行网络破坏的一种攻击方式。本文从安全控制的角度出发,在对FDI攻/防模型建立的基础上提出了模型预测切换控制策略和事件触发模型预测控制策略进行了研究。其主要工作内容如下:（1）攻击者可能将“精心设计”的FDI攻击注入到传感器侧、控制器侧或者两侧同时注入,对其建立一般可能的FDI攻防模型和检测机制模型,来应对具有隐蔽性的FDI攻击。其中,基于卡尔曼滤波（Kalman Filter,KF）的χ~2检测机制和基于状态估计的求和（Summation,SUM）攻击检测机制为主要的两种检测方式。第三、四章的工作是在这些能够检测隐蔽性攻击的检测机制的基础上进行安全补偿控制,使得CPS能够在攻击发生后尽可能最短的时间内恢复正常运行。（2）在FDI攻击检测的基础上,提出了一种模型预测切换控制（Model Predictive Switching Control,MPSC）策略来对攻击造成的数据不可用序列进行在线补偿。当检测机制表明攻击发生时,利用前一时刻对未来时域的预测值和KF的估计值来重构控制器的输入输出序列,并设定等待周期来进一步降低攻击造成的影响,并数据重构后形成的切换系统结合Lyapunov稳定性理论和平均驻留时间（Average-Dwell Time,ADT）方法来给出满足系统L2增益性能的稳定性充分条件。（3）考虑CPS网络通信的开放性和脆弱性,提出了一种基于事件触发的模型预测控制策略,基于攻击感知为传感器端和控制器端设计了两种不同的事件触发机制。其中,事件触发策略1有效降低了传感器数据带来的网络带宽压力,事件触发模型预测控制策略做为CPS的控制器,有效弥补虚假数据注入攻击造成的数据丢失或数据不可用。最后,网络化一阶倒立摆模型的仿真表明了所提方法的有效性。