依托计算机技术、微电子技术和大数据科学的快速发展,机器人技术目前已经发展到了第三代,即智能机器人。近年来,机器人朝着智能化和多样化方向发展,各种各样的智能机器人相继出现,这些机器人已被广泛应用于工农业生产、宇宙探测、社会服务、自然灾害搜救和军事等领域。然而智能机器人在给人们的生活带来便利的同时,也存在着很多潜在的威胁。由于机器人系统缺乏安全管理标准和脆弱性评估,因此很容易受到潜在的网络攻击。此外,在实际应用中大部分场景都是不确定的,如果机器人无法对这些环境变化做出有效应对则可能失去控制,做出非预期行为,威胁人们的生命和财产安全。研究人员为解决这类问题进行了广泛的研究,其中一种重要的方法就是对机器人及其环境进行形式化建模,用规约来约束机器人的行为,为机器人生成构造即正确的控制程序。然而由于形式化方法更依赖于数学理论的支撑,因此相关研究大部分停留在理论层面,在实际机器人身上应用的研究较少。因此,本文主要研究如何把构造即正确的控制器应用于不确定环境下的多机器人系统,同时对机器人操作系统的通信安全进行分析,研究如何对机器人可能遭受的攻击或者面临的未知变化进行应对。本文的具体工作包括:（1）研究基于GR（1）反应式综合的机器人控制程序生成方法并扩展到多机器人系统中。提出了面向多机器人系统的规约表达形式,将规约综合为自动机后又用本文提出的解析算法将自动机转换为控制程序。最后将控制程序部署到基于ROS的机器人中进行协同任务实验仿真。（2）对机器人操作系统ROS的通信机制进行了深入研究,阅读了大量文献,根据不同的通信方式分类并分析了6种面向ROS的外部攻击手段。针对这些安全威胁,本文提出了身份验证机制和安全控制程序有机融合的防护方法,分别对ROS机器人的通信安全和一般行为进行保护和约束。（3）基于ROS和三维仿真平台Gazebo设计并实现了面向ROS机器人协同任务和安全防护任务的仿真平台。该平台由自动机综合模块、控制程序生成模块、集成仿真模块、攻击脚本模块和安全防护模块等五个模块组成,可以对多机器人协同任务和典型的外部威胁防护进行实验仿真。