随着控制技术与信息技术的蓬勃发展,在现代控制系统中,比如交通运输系统、电力网络系统等,系统的信息传输处理过程和物理变化演进过程往往是深度耦合,相互影响的,而信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)就是用来描述这类物理动态过程与信息生成过程紧密联系的系统。信息物理系统从本质上可以看作是一种包含控制机制的网络化系统。因此,从控制理论的角度来看,不仅要研究信息物理系统中可能存在的攻击的特点,进而采取统一的模式或方法来描述这些攻击的行为,而且还需要研究信息物理系统在受到各种攻击时的安全控制策略,特别是攻击可以被检测出来的可行性条件。虽然目前关于这方面的研究已经不少,但仍然存在很多不足的地方。首先,目前的攻击检测研究主要是针对线性非奇异信息物理系统,但是奇异性在现实系统中是普遍存在的,研究奇异信息物理系统的攻击检测问题是十分必要的,且具有重要的实际意义。其次,现有的关于攻击检测的方法,大致上可以分为两类,一类是基于有限长度序列,虽然能够保证在有限时间内进行攻击检测和安全状态估计,但由于是基于非观测器的方法,其抗扰动性和鲁棒性能不好。另一类是基于观测器的方法,但结果大多是渐近或指数收敛,因而攻击检测和状态估计实现的时间较长。而基于观测器的快速或者给定有限时间内实现攻击检测的方法,可能更符合实际需要。本文综合利用观测器理论、奇异系统理论,线性系统理论、非线性系统理论等方法,针对几种受到攻击的奇异信息物理系统,研究了其攻击可检测的条件,并提出了几种基于观测器的攻击检测方法,并针对不同形式的攻击,解决了攻击有限时间检测问题。主要工作如下:1建立了包含信息攻击的奇异信息物理系统模型,并从能力、行为、模型等三方面对攻击进行刻画,同时针对典型的攻击,分析了其攻击策略、攻击方式和产生的危害。同时给出了本文研究的主题,即攻击检测问题;2针对一类含有攻击的奇异线性信息物理系统,建立了攻击可检测的充分条件,设计了一种具有状态修正的有限时间状态观测器以及基于观测误差的检测器,可在有限时间内实现攻击检测;3针对一类含有混合攻击的不确定非线性分布式信息物理系统,建立了攻击信号可检测的充分条件,并提出了一种分布式鲁棒观测器,并实现了攻击的检测。