摘要：网络控制系统是系统组件通过共享通信网络连接的反馈控制系统。与传统的点对点控制系统相比,网络控制系统具有布线较少、安装费用较低、故障诊断能力较高、易于重构和维修等优点。正因为这些明显的优点,使得网络控制系统在移动机器人的协调控制、先进的飞机机载控制以及电网、铁路运输服务系统等众多领域具有广泛的应用。但同时由于将网络引入到控制系统中,系统受网络带宽、承载能力等的限制,导致数据在传输过程中出现网络诱导时延、丢包、通信约束、故障、量化误差等问题,使得对控制器的分析和设计变得复杂。本文针对以上存在的部分问题进行了相关研究。首先,说明了课题的研究背景和意义,描述了网络控制系统的概念、结构类型及其存在的一些问题,介绍了不同问题的算法研究现状,重点介绍了控制和调度协同设计的方法,对本文涉及的异步动态系统、切换系统、容错控制、线性矩阵不等式工具箱等理论基础知识做了相应介绍。其次,在考虑网络控制系统同时存在随机时延和丢包的情况下,针对被控对象有些状态不可测的情况设计了观测器,这个算法包括两点：首先根据丢包情况将系统建模为异步动态系统；然后针对系统中存在的随机时延使用分段处理策略,应用时间戳技术测量出当前时刻的实际时延值,然后根据当前时刻不同的时延值采用不同的控制量,系统变为具有切换思想的控制系统,并用TrueTime工具箱进行了仿真验证。再次,考虑到网络控制系统中带宽有限这一约束,对同时存在随机时延、介质访问约束、执行器故障的网络控制系统进行了容错控制和动态调度的协同设计。由于此时仅有有限的节点可以接入网络,对于没有接入网络的数据采用一种自由度更好的加权补偿策略,然后根据给出的二次型动态调度协议来选择调度策略。最后由李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式工具箱设计鲁棒容错控制器,可以使系统在存在故障时依然保持稳定,将其应用在轮式机器人上,并用Matlab进行了原理性仿真,然后用TrueTime模拟网络环境进行仿真,验证了算法的有效性。最后,对本文的工作进行了总结和展望。