随着无线技术的飞速发展,无线网络控制系统(Wireless Networked Control Systems,简称为WNCS)成为控制界的研究热点。由于无线网络结构变动及存在随机的时延和丢包特点,使得针对有线网络控制系统提出的许多研究方法,对于无线网络控制系统不再适用。本文针对其特点对WNCS中控制器和网络进行了联合跨层设计,使得系统性能达到最优的控制效果。论文的主要内容可以概括如下:1、概述了无线网络控制系统的基本理论、及发展状况和跨层设计的基本思想、方法及应用背景。2、基于无线网络模型对网络层次的参数进行分析,确定了跨层设计的层次;给出了基于无线网络通信的控制系统模型。3、利用带有随机延时和丢包的最优状态反馈控制律,应用分离理论将最优状态反馈跟最优状态估计相结合,得出最优的输出反馈控制器。接着提出了网络传输延时划分的方法,进而根据数据包在网络中传输的延时特性将控制系统建模成Markov模型,并给出了系统的性能指标。以系统性能指标最优来设计各层,从而给出系统跨层设计的方法。4、通过一个数学算例说明了跨层设计的实现过程,并用Matlab计算仿真分析了设计效果。5、对全文进行总结,并对进一步的研究提出一些展望。