信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)是在传统控制系统的基础上引入网络后集计算、通信和控制等技术于一体的复杂系统。因其在性能方面的优越性,CPS被广泛应用于智能电网、能源互联网、智能交通等关系国计民生的重大行业领域。然而,由于CPS自身结构的复杂性与网络的开放性等因素引发的物理设备故障与网络攻击使CPS安全防护问题变得尤为突出与紧迫,近年来发生的一系列CPS安全事件可以看出拒绝服务(Denial-of-Service,DoS)攻击发生最为频繁。此外,CPS中海量的感知数据在有限的网络资源下,传输与计算使得CPS的研究更注重资源的有效利用与优化配置。因此,在有效节约网络资源前提下确保CPS安全运行,对于CPS无疑意义是深远的。目前,对于CPS安全控制问题的研究虽已取得不少成果,但对故障与攻击并发的CPS综合安全控制问题涉及尚少。因此,借鉴容错控制的思想,本文将采用离散事件触发通讯机制(Discrete Event-Triggered Communication Scheme,DETCS),针对具有执行器故障与有限能量DoS攻击的CPS,研究CPS综合安全控制与通讯的协同设计问题,主要内容包括:1)根据DoS攻击的施加机理,将其刻画为作用于系统的特殊连续丢包,并借助边缘计算和容错控制思想,基于DETCS构建了DoS攻击下集感知、通讯、容错和容侵于一体的CPS综合安全控制架构,建立了包含DoS攻击引起的时延、触发条件、故障容错与攻击容侵的闭环故障CPS模型,从而为后续CPS综合安全控制与通讯协同设计的研究奠定了基础。2)基于Lyapunov稳定性理论,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii函数,采用具有少保守性的新型仿射Bessel-Legendre不等式等,推证出DoS攻击下状态与故障估计鲁棒H_∞观测器及CPS故障主动容错、攻击被动容侵安全控制器的设计方法,实现了CPS主动容错、被动容侵与通讯的协同设计。3)考虑α-稳定性和γ抑制性能等目标约束,推证出DoS攻击下具有多目标约束的状态与故障估计观测器及CPS主动容错/被动容侵与通讯协同设计的方法,并通过求取系统最大允许时延,得到系统可被动容侵的DoS攻击最大连续丢包数,实现了多目标下CPS故障主动容错、攻击被动容侵与通讯之间的折中平衡。4)考虑系统最大允许时延和DoS攻击持续时间之间的联系,提出基于系统最大允许时延的DoS攻击检测机制与攻击下的数据补偿策略,并结合多目标约束下CPS主动容错、被动容侵与通讯协同设计,实现了DoS攻击下具有多目标约束CPS主动容错、主被动容侵与通讯的协同设计目标。