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工业无线传感器网络(IWSN,Industrial Wireless Sensor Networks)是由许多廉价且小型的传感器节点组成的多跳自组织网络,在工业领域有着广阔的应用前景。无线控制系统(WCS,Wireless Control System)中引入工业无线传感器网络可以使系统更具灵活性和拓展性。然而由于IWSN节点信息传输的广播性,容易遭受外界环境干扰和人为干扰攻击的影响,使WCS中数据包丢失率和网络时延增大,从而导致系统稳定性能受损。为实现网络数据安全可靠的传输,针对无线控制系统中干扰攻击的补偿控制是实现WCS安全运行的重点与难点。因此,本文对WCS和IWSN技术进行研究,从提高无线控制系统安全性、降低干扰攻击对系统稳定性的影响出发,研究了针对无线控制系统中干扰攻击的时延补偿和丢包补偿策略,进行了以下内容的研究工作:(1)研究工业无线传感器网络中干扰攻击防御方法。依据在IWSN中源节点和网关节点间数据包传输最短路由路径和最少丢包原则构造安全路由路径。深入研究IWSN节点之间数据传输的路由机制,基于跟踪反馈机制在IWSN中构造受干扰攻击影响最小的安全路由路径,用于传输控制器和传感器节点发送的数据,减小干扰攻击对信息传输的影响。(2)研究无线控制系统中的丢包补偿。在攻击防御的基础上,针对无线控制系统中干扰攻击和干扰噪声造成网络中数据包丢失问题,采用卡尔曼滤波和PIDPLUS安全控制策略,分别对无线控制系统前向通道和反馈通道中存在丢包时进行丢包补偿控制,以保证无线控制系统在干扰攻击和干扰噪声影响下的稳定性能。(3)研究无线控制系统中的时延补偿。针对无线控制系统中干扰攻击会造成的网络时延增大,降低无线控制系统控制性能问题,采用基于隐马尔科夫模型的网络时延预测和基于Smith预估器的网络时延补偿方案。将存在干扰攻击时的网络状态建模成马尔可夫模型,通过观测到网络时延序列训练出HMM的参数,并由Viterbi算法预估网络时延,最后通过Smith预估器对时延进行补偿。采用OPNET和Simulink/TrueTime作为联合仿真工具,对研究算法的有效性进行验证。仿真结果表明:1)研究的基于跟踪反馈机制构造的IWSN通信数据路由的安全路径能很好的规避干扰攻击节点,降低网络中的网络时延和丢包率;2)卡尔曼滤波和丢包补偿的安全控制策略可以极大地减弱干扰噪声和干扰攻击对系统稳定性的影响;3)隐马尔科夫模型可以对存在干扰攻击的网络状态进行预估,基于Smith预估器的时延补偿能满足系统的稳定性要求。