信息物理系统(Cyber-Physical System, CPS)将信息技术融入到物理系统中,以增加物理系统原有的能力,被誉为计算机的下一个未来。CPS广泛应用在电力,石油和化工等国家关键基础设施领域。一旦针对CPS的攻击获得成功,那么后果将难以想象。因此可以说CPS的安全牵动着国民经济命脉。CPS的安全需求与传统IT系统有着较大的区别。同时CPS不断增加的连通性给CPS安全带来了诸多风险因素。对CPS进行风险评估是保障CPS安全的重要途径。本文将重心放在CPS中的工控系统。首先提出了CPS风险评估的基本模型,并分析了CPS风险评估模型中的三大要素和关键过程,提出了适用于CPS的渗透测试方案；通过对比分析IT系统领域和工业控制系统领域内的风险评估方法,指出攻击树适用于CPS风险评估。本文将攻击树风险评估方法进行改进,提出围绕着CPS资产建立起攻击树,以威胁和脆弱相结合的计算方法将攻击树叶子节点量化为叶子节点目标实现可能性的思想,并采用实例进行验证。攻击事件的可能性与其带来的影响相结合才是CPS的风险。本文最后研究分析CPS安全事件对整个CPS系统的影响,从建模和仿真两个方面入手,着重分析和设计了CPS仿真的架构和方法。提出了物理层使用Matlab仿真物理元件和过程,控制层使用真实设备,网络层使用真实设备和软件模拟的仿真架构。本文将单发电机数学建模并用Matlab/Simulink实现。