随着信息科学与技术的快速发展和信息计算与数据处理能力的不断提升,在网络环境中高度集成计算单元和物理对象的信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPSs)已经逐渐延伸至工业互联网、智能电网、智能交通网等涉及国家基础设施、工业生产、国民生活的控制系统中,为其提供高实时性、自动化、智能化的支撑。在提升现有系统性能和效率的同时,开放的信息网络使得CPSs安全运行易受到诸如网络攻击、恶意代码、数据欺诈等形式的入侵威胁,从而导致物理系统脆弱性增加,无法稳定运行甚至发生级联瘫痪。因此,亟需发展全新的CPSs安全防御理论与方法,保障其健康稳定运行。本文从CPSs的控制交互过程入手,针对网络中数据注入攻击对系统稳定性与能观性的影响,建立攻击模型,并结合事件触发机制以及状态函数观测器,给出保证系统稳定的稳定性判据及控制器设计方法,实现数据注入攻击下信息物理系统的安全控制。首先,通过分析攻击下CPSs通用防御模型,构建用于抵御攻击的基础防护单元,建立了存在于量测通道和控制通道的通用数据注入攻击模型,并分析了攻击与系统能观性的关系。其次,在数据注入攻击模型基础上,研究攻击下不影响系统完全能观情形的系统安全控制问题,针对任意量测通道及控制通道的攻击威胁,在双边通道上设计了独立的事件触发机制,并给出触发阈值已知和未知的相应安全控制器设计方法。所设计的触发机制通过减少系统对攻击响应的频次,达到削弱攻击对系统的影响,仿真验证了基于事件触发的动态输出反馈控制的有效性。最后,研究攻击影响系统能观情形下的系统安全控制问题,设计基于一定时段可信赖量测的状态函数观测器,通过重构状态组合信息,以此弥补受攻击影响不能观的状态,并利用函数观测器的估计输出设计相应的安全控制器,仿真验证所提方法的有效性。