网络控制系统(Networked Control Systems, NCS)是一种通过网络实施控制的控制系统,它将通信网络引入到控制系统中,实现了系统各节点共享网络资源和分布式控制方式,由此给控制系统带来了诸多的优点,例如,系统构建模块化,安装与维护费用低;分布式的控制与检测方式,故障诊断容易;系统容易扩展,灵活性强;系统各节点之间以及控制系统与互联网之间可直接进行数据通信等。然而,由于通信网络的介入,不可避免地给控制系统带来了一些问题,如网络通信导致的信息传输时延、网络连接中断、网络拥塞、数据包时序错乱、数据包丢失、各节点时钟同步难等等,这些问题的存在,不仅会严重影响系统的控制性能,而且是引起系统不稳定的潜在因素。本文在分析这些因素的基础上,利用Lyapunov理论以及线性矩阵不等式方法,分析了NCS的性能,利用Matlab的LMI工具箱和TrueTime等仿真平台,对NCS的性能进行了仿真分析,主要工作如下:1.讨论了一类网络控制系统的时延相关稳定性,求解最大允许时延参数的问题。2.探讨了不确定性NCS的时延依赖稳定性和时延独立稳定性以及保性能稳定性等问题。3.基于TrueTime仿真平台,进行了NCS的仿真分析,研究了通信模式、网络调度方法、数据传输率、丢包率、时延、采样周期和扰动等七种因素对系统稳定性的影响,给出了相应的分析与仿真结果。4.介绍了典型的NCS应用范例,重点针对码头船舶系泊监控的实际现状,给出了码头系泊监控的网络控制方案和系统的概要设计。