控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒介组成的具有自身目标和功能的管理系统,其广泛应用于科学和工程领域。含有时滞的系统是普遍存在的,时滞的存在使控制系统的控制性能下降,甚至使系统不稳定。此外,非线性普遍存在于实际系统中,其加大了系统分析和控制的难度。因此,研究具有非线性和时滞现象的控制系统具有非常重要的理论和实际意义。本文的主要研究内容如下:研究一类非线性时滞系统的稳定性分析问题,利用LyapunovKrasovskii(L-K)稳定性定理、凸分析方法、线性矩阵不等式(LMI)技术推导出该系统渐近稳定的充分条件,该充分条件的可行性可以通过求解一个凸优化问题来验证。研究一类非线性时滞控制系统的H?滤波器设计问题,利用L-K稳定性定理,时滞划分技术、随机理论设计滤波器,所设计的滤波器对外界干扰的抑制能力满足指定的H?性能界。最后,所提出的理论的有效性及可靠性通过一个数值例子来验证。研究一类具有干扰和故障的非线性时滞系统的观测器设计问题,利用L-K稳定性定理,LMI技术和一个优化算法设计不仅对外界干扰具有一定的抑制性能,而且对故障具有一定的检测性能的观测器。最后通过一个数值仿真来验证所提出理论的有效性。研究一类通讯受限下的非线性时滞系统的容错控制问题,引进新的触发机制来减少系统中的采样数据传输,并推导出系统稳定的时滞依赖判据。最后通过对一个实际分批处理反应器的优化控制来验证所提出理论的有效性及可靠性。