跟踪性能是系统跟踪能力的一种定量描述,而跟踪性能极限是控制系统无论选取何种控制器,其跟踪性能无法逾越的一个极限值。在传统控制系统中,跟踪性能极限不仅与被控对象结构特征,如非最小相位零点和不稳定极点位置,以及他们的方向有关,同时还与跟踪信号特征和系统内部时延有着密切联系。该极限值对控制系统设计有着至关重要的参考价值。而由于实际应用中物理设备的限制,控制能量是有限的,于是跟踪误差能量与控制能量之间的权衡问题变的十分重要。跟踪性能极限与控制能量极限分别得到了较好的结果,而控制能量限制下的跟踪性能极限与控制系统本质特征之间的关系如何?网络无处不在,网络打破了传统控制系统点对点连接的格局,降低了控制系统复杂度和成本。在网络为控制系统带来便利的同时,也带来了新的挑战。网络的引入,不可避免地出现了网络诱导时延、信道噪声、数据丢包、量化噪声等影响因素。这些因素的存在甚至可能会导致控制系统失稳,从而使得性能极限值无法得到。那么如何建立跟踪性能极限值与网络通信参量和控制系统内部特征之间的联系,是一项十分有意义的课题。本论文在总结前人工作的基础上,融合通信参量系统研究了网络系统的跟踪性能极限,建立了跟踪性能极限与控制系统特征和网络通信参量之间的纽带。全文的研究内容概况如下：研究了上行通道和下行通道均存在脉冲扰动的跟踪性能极限。研究结果揭示了跟踪性能极限与被控对象内部特征如非最小相位零点,不稳定极点之间的关系。同时,新的非最小相位零点影响跟踪性能极限。这就意味着双通道噪声影响下的跟踪性能极限要大于仅仅在单通道噪声影响下的跟踪性能极限。在单通道噪声中,双自由度控制器能抵消不稳定极点对跟踪性能极限的影响,但在双通道噪声中,双自由度控制器却不能完全抵消不稳定极点的影响。研究了被控对象能量限制下的采样数据系统的跟踪性能极限。参考输入信号分别考虑了阶跃信号、实正弦信号、复正弦信号和斜坡信号。研究结果表明,跟踪性能极限不仅与连续被控对象的非最小相位零点和不稳定极点有关,同时,还与由采样器和保持器所产生的非最小相位零点有关。另外,与连续系统结论相比,被控对象离散化后所产生的非最小相位零点和不稳定极点造成了额外的性能极限。此外,跟踪性能极限还与参考输入信号的特征有关。研究了不确定性因素影响下的控制系统的跟踪性能极限。利用随机嵌入方法来描述不确定性,将实际系统与标称系统的传递函数误差的加权H2范数作为性能指标。不确定性的引入可能导致系统不稳定,原先的控制器不能满足稳定性要求。通过调整实际控制器参数来最小化加权性能指标,得到了加权跟踪性能极限,最后通过实例验证了重新设计的控制器加快收敛速度,减小跟踪误差幅值,且验证了控制器的鲁棒性和优越性。研究了单输入单输出连续被控对象在控制能量和信道输入能量限制下的跟踪性能下界。提出新的性能指标,基于不等式约束的最优化方法,得到了跟踪性能的下界以及保证反馈系统稳定的信噪比的最小值的表达式。研究结果揭示了他们与非最小相位零点和不稳定极点之间的内在联系。寻找一种特殊的内外分解形式便于应用,得到新的结果。研究了离散单输入单输出被控对象在控制能量和Erasure信道输入能量限制下的跟踪性能问题。Erasure信道模拟了离散信道的数据丢包,基于不等式约束的最优化方法求得了跟踪性能的下界,且获得了为保证系统稳定的信噪比的最小值。他们均与被控对象的非最小相位零点,不稳定极点和丢包率有关。同时,随着丢包率的增加,最优性能也会随之增加,这是由于丢包率的增加导致了被控对象越来越难以控制,甚至失稳。研究了单输入多输出被控对象的修正跟踪性能极限。针对某些静态跟踪误差不为零,跟踪性能指标无穷大缺点,通过引入修正因子,提出修正跟踪性能指标。采用内外分解方法求得修正跟踪性能极限,并给出修正因子的适当选取范围。结论表明,即使静态跟踪误差不为零,修正跟踪性能极限仍然为有限值。并且消除了被控对象必须含有积分器的严格假设和对参考输入信号方向的假设。最后对全文进行了归纳总结,并对网络系统的跟踪性能极限的研究和发展方向进行了展望。