近年来,随着科学和信息技术的飞速发展,各类系统的设计复杂度和各部件之间的耦合度也随之增加,系统的脆弱性问题逐渐显现,故障对系统的正常和安全运行造成不可忽视的威胁。为了提高系统对自身故障情况的监测和应对能力,学者们提出了自愈控制的思想。目前自愈控制仍然处于初级发展阶段,并没有学者给出自愈控制的明确定义和研究范畴等基本概念。在学术界对自愈控制理论的研究才刚刚起步,自愈控制理论的研究是滞后于自愈控制的工程应用的。本文主要对自愈控制的理论进行初步的研究,并且首次给出了自愈控制的定义、基本架构和研究范畴等基本概念。本文采用自愈控制的方法来处理网络控制系统面对的多元不确定性问题,同时对提出的自愈控制的理论进行验证,主要的工作内容如下:首先,通过梳理智能电网的自愈控制、飞行控制系统的自愈控制和机械故障的自愈调控系统的相关研究成果,明确了自愈控制的特征和功能并给出了其定义;讨论了自愈控制与自愈系统以及容错控制的联系与区别;总结了研究自愈控制的意义并分析了其发展趋势。其次,提出了一种基于状态观测器的自愈控制方法,该方法由故障诊断的状态观测器方法和故障处理机制组成,设计的故障诊断方法包括故障估计、故障检测和故障定位三个部分,故障估计可以获得系统发生的加性故障的幅值信息,改进的故障检测和故障定位方法,提高了故障检测和隔离的实时性。结合故障诊断实时获得的故障信息在控制器中设计了故障处理机制,实时消除了故障对系统的影响。再次,设计了一种基于两阶段卡尔曼滤波的自愈控制方法。针对执行器发生的部分失效故障,利用两阶段卡尔曼滤波器对执行器部分失效故障进行诊断,获得的故障信息的精确度高,但是实时性较差,为了提高故障诊断的实时性,提出了两阶段卡尔曼滤波和BP（Back Propagation）神经网络相协同的故障诊断方法,并结合在线进行控制律重构/控制律切换方法,消除/抑制故障对系统的影响;同时,对于系统中发生的未知故障或者执行器完全失效故障,提出了基于故障隔离的自愈控制方法,抑制故障对系统的持续影响。最后,设计了一种基于网络切换的自愈控制方案。针对系统中发生故障或拒绝服务攻击的随机性,在卡方检测的基础上设计了系统异常检测方法,改进了异常检测阈值的选择方法,降低了检测阈值选择的难度;然后,采用基于支持向量机的异常诊断方法,对异常状态进行分类;对于系统中发生拒绝服务攻击的情况,结合异常检测和诊断的结果,设计了一种基于网络切换的自愈策略,使得网络控制系统在发生拒绝服务攻击的情况下可以自愈,并且系统性能保持在可接受水平。本文为了验证所提出的自愈控制方法的有效性,利用MATLAB工具箱True Time搭建了网络控制系统进行数值仿真。最后,总结了全文的工作,并对需要进一步研究的工作进行了展望。