在过去几十年,对于大系统分布式控制问题的研究获得了广泛的关注。在分布式控制中,观测器和控制器的网络拓扑在系统性能中扮演着十分重要的角色。近年来,对于观测器和控制器网络拓扑的研究获得了越来越多的关注。当控制器和观测器的网络拓扑是一个可设计的变量时,我们往往期望得到稀疏的网络。稀疏的控制器网络设计问题已经取得了很多的成果。但是,在已有的文献中,分布式观测器网络的拓扑往往和被控对象的拓扑是一样的。因此,本文主要研究基于稀疏观测器网络的大系统控制问题。主要的研究内容如下:研究基于稀疏观测器网络的大系统镇定控制器设计问题。不同于已有的基于观测器的镇定控制器,本文中观测器的网络拓扑是一个可设计的变量。设计基于稀疏观测器网络的控制器使得闭环系统渐近稳定。首先,建立稳定性充分条件用于设计观测器和控制器。其次,在满足稳定性充分条件的前提下,利用穷举搜索算法设计最稀疏的观测器网络。再次,对于已经设计出的稀疏观测器网络,利用改进的穷举搜索算法来寻找最少数目的输出测量传感器。研究基于稀疏观测器网络的大系统H∞控制问题。设计稀疏的观测器网络使得闭环系统渐近稳定并且满足H∞性能指标。首先,建立充分条件用于设计分布式H∞观测器和控制器。当观测器网络拓扑已知时,充分条件是标准的线性矩阵不等式。其次,在满足充分条件的前提下,利用两个数值算法设计稀疏的观测器网络。研究测量丢失概率不确定的大系统基于稀疏观测器网络的H∞控制问题。在测量丢失概率不确定的情况下,设计稀疏的观测器网络使得闭环系统指数均方稳定并且满足H∞性能指标。首先,建立充分条件用于设计分布式H∞观测器和控制器。其次,在满足充分条件的前提下,利用穷举搜索算法设计最稀疏的观测器网络。