网络控制系统(Networked Control Systems,NCSs)是一种被控对象通过通信网络连接传感器、控制器和执行器为完成对被控系统的控制而形成的闭环反馈控制系统,其体系结构完整,通信方式相对独立但又能很好的互联,广泛地应用于工业控制、生产制造、航空航天、国防军事等多个领域。但是由于网络环境存在网络带宽的限制、突发故障、网络的不稳定等不确定因素,导致控制系统发生故障的可能性增加,而故障检测技术为控制系统的安全运行以及提高控制系统的可靠性提供了重要保障。本文针对网络控制系统,考虑引入网络后控制系统中存在的一些基本问题,建立新的闭环控制系统,构造残差产生器生成残差信号,建立基于观测器的离散时间故障检测模型,分别设计控制器和故障检测滤波器以提高控制系统的稳定性和故障信号的可检测性。从残差产生器所产生的残差信号可以看出设计的故障检测滤波器不但对能量有界的外部扰动以及一些网络中存在的基本问题(时延、丢包等)具有良好的鲁棒性,同时对故障信号具有灵敏性,当故障发生时,能够快速地检测出故障。下面介绍本文的研究内容:1.针对一类同时具有网络时延、随机数据丢包、通讯限制和未知输入影响的网络控制系统的鲁棒H_∞故障检测问题,首先提出基于观测器的鲁棒H_∞故障检测滤波器的设计方案,其次给出基于全阶滤波器构造残差产生系统的设计方案,分别用仿真算例表明本文所设计的两种故障检测滤波器对模型参数的不确定性、能量有界的外部扰动信号及其他未知输入信号具有良好的鲁棒性,在外部干扰情况下,系统发生故障时残差评价函数能快速地超越设定的阈值,迅速检测出故障的发生。2.研究了一类具有变采样周期的网络控制系统的鲁棒H_∞故障检测问题,首先考虑网络控制系统的两段网络均存在时延的故障检测问题;其次,考虑在传感器到故障检测滤波器之间的数据传输采用多包传输方式的故障检测问题,建立一种新的闭环控制系统模型,提出了采样周期可以在有限集合内随机切换的基于变周期切换方法以及基于参数不确定性方法处理变采样周期,给出控制器和故障检测滤波器的设计方法以及使闭环控制系统渐近稳定的充分条件。3.考虑一类具有不确定时延及随机丢包的连续网络控制系统,将两段网络的时延合并在一起进行分析,建立参数不确定性的离散化时间模型。设计故障检测滤波器和控制器,基于李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式,给出使闭环控制系统渐近稳定的充分条件。