信息物理系统(Cyber-Physical System,CPS)作为计算资源和物理资源紧密结合的新型复杂控制系统,已成为许多大型系统的首选框架。网络化结构的开放性在给系统带来便利的同时,其面临的安全问题也不得忽视。作为最常见的网络攻击手段之一,拒绝服务(Denial-of-Service,DoS)攻击是一种资源耗尽型攻击,可造成服务器瘫痪或网络带宽资源被占用等后果,影响系统数据传输的安全性和实时性。因此,本文针对CPS中发生DoS攻击情况下的预测控制问题进行了研究,具体内容如下:首先,考虑了DoS攻击下CPS的模型建立,分别对CPS的网络模型和时间约束型DoS攻击进行了描述,并从DoS攻击的频率和持续时间两个方面给出了限制条件。通过分析DoS攻击对CPS造成的影响,给出了时间约束型DoS攻击下CPS输入状态稳定的充分条件。其次,针对DoS攻击发生在控制器到执行器的控制通道上的情况,考虑到控制信号以数据包形式进行传输的特点,设计了基于数据包的预测控制算法,并对预测控制器进行了设计。在每一采样时刻,控制器节点都基于历史状态信号数据计算出一组预测控制信号数据序列,并以数据包的形式传输至执行器。在系统受到攻击时,执行器以接收到的预测控制信号代替丢失的控制信号,从而对系统实施控制作用。最后,针对DoS攻击发生在传感器到控制器的测量通道上的情况,考虑到通信网络资源有效利用率,设计了基于事件触发的预测控制算法,并设计了相应的预测控制器。在系统受到攻击时,控制器节点根据已有的历史状态数据计算出预测信号数据,并根据预测控制器产生相应的控制信号,从而对系统进行控制。对以上两种DoS攻击发生的情况,都分别分析了相应的系统稳定性性能,并通过仿真实例说明了所给出的预测控制算法的有效性。