随着计算机网络技术、信息技术的不断变革，推动着工业控制领域朝着系统集成化、控制分散化、节点智能化、结构网络化的方向发展，分布式工厂控制与管理的格局已逐步形成。网络控制系统以其开放性与分布性的特点，正成为当前控制领域研究的热点问题，也是今后控制结构发展的方向之一。 以往为了方便研究，通常在通信领域与控制领域中分别独立开展网络控制系统的研究。然而，随着控制系统规模日益扩大、复杂程度不断提高，传感器、控制器、执行器等控制器件的数目不断增长，共享网络资源却又相对有限，致使数据传输过程中发生拥塞、碰撞、丢包等现象的概率大大增加，由此，控制系统的性能有可能变差。面对这一挑战，有必要在通信网络约束下对网络控制系统进行分析和研究，探索传输速率、带宽等通信参量对网络控制系统的影响，相关研究对网络控制系统的进一步发展有着重大意义。 本文在基于网络控制系统延时分析与研究的基础上，进一步探究传输速率约束下网络控制系统分析、设计的途径和方法，结合利用已有仿真工具箱和自主开发的网络控制系统实时仿真平台进行仿真分析和验证。本文具体从以下几个方面开展了工作： ●在性能分析方面，针对传输速率约束下的网络控制系统，分别研究了传输速率与网络诱导延时的关系、传输速率与网络控制性能的关系，利用仿真工具箱搭建了网络控制系统数值仿真模型，对三种常见的控制网络进行了仿真，分析传输速率、延时与控制性能三者的关系，同时提出了性能下降转折点的概念并验证其存在。 ●在解决方案方面，从调度策略和控制策略两个角度分别入手，研究了提高网络控制系统控制性能的方法。调度策略方面，采用了RM静态调度算法与EDF动态调度算法，利用仿真工具箱进行了三回路的网络控制系统仿真，使复杂网络控制系统的控制性能得到了改善。控制策略方面，提出了单神经元PID控制与Smith控制器相结合的方法，以进一步提高控制性能，并验证了其在网络控制系统设计中的有效性。 ●为了进一步验证相关研究成果并为以后的实际应用打下基础，本文利用Matlab与VC++混合编程方法，以及WinSocket TCP/IP网络通信技术，搭建了网络控制系统实时仿真平台，实现了通信约束下网络控制系统的半物理仿真。在该仿真平台上开展仿真实验，验证了传输速率对控制性能的实际影响，并针对数据传输错序，利用本课题组提出的放大至最大延时策略、按序处理／一过时放弃等策略，在仿真平台上得到性能验证，以保证数据不错序的条件下，更好地消除信息传输滞后现象。