网络控制系统是由通信网络连接系统传感器、控制器和执行器等单元而组成的空间分布式闭环控制系统,具有连接简单、扩展容易、维护方便、交互性强等优点,已在国民经济的众多领域中得到应用。但是由于网络带宽有限,使得数据包在传输过程中不可避免的存在丢失和延迟等随机现象;同时,由于网络的引入增加了系统的复杂性,系统会遭受环境的随机非线性干扰等问题。本文针对随机网络化系统的上述特点,综合考虑数据传输过程中的各种不确定性,运用随机控制和鲁棒控制理论,基于Lyapunov稳定性分析以及线性矩阵不等式技术,研究了系统的H∞滤波器和控制器的设计问题。主要研究内容和创新点如下:1.针对传感器通道和控制器通道同时存在数据包丢失和传输时滞的网络控制系统,分别考虑随机时滞是一步以及多步两种情况,研究了系统的H∞控制器设计问题。对同时存在数据包丢失和一步传输时滞的网络系统,采用状态增广的方法,基于增广状态的观测器设计了系统的H∞控制器,给出了闭环系统均方意义下指数稳定的充分条件,并利用锥补线性化迭代算法给出了控制器参数LMI形式的解。对同时存在数据包丢失和多步传输时滞的网络系统,基于满阶状态观测器设计了系统的H∞控制器,利用Lyapunov稳定性理论给出了闭环系统均方渐近稳定并满足指定H∞性能的一个充分条件。进而得到了控制器参数LMI形式的解。2.针对同时存在随机数据包丢失和一步传输时滞以及同时存在数据包丢失和多步传输时滞的不确定网络控制系统,分别研究了具有鲁棒性能的H∞满阶滤波器设计问题。对于具有一步传输时滞的情况,通过引入松弛变量,推导得到了系统的鲁棒H∞性能判据,基于LMI方法,给出了滤波器参数的存在条件和求解方法。对于具有多步有界传输时滞的情况,采用一组独立同分布的Bernoulli随机变量对系统进行建模,通过构造合适的Lyapunov函数,提出了使得滤波误差系统均方渐近稳定,且对系统参数的不确定性和干扰输入具有鲁棒性的H∞滤波器设计方法。滤波器参数通过求解LMI得到。3.针对具有随机非线性干扰的多通道网络控制系统,研究了H∞滤波器设计问题。考虑了多个传感器的观测信号在通过网络传输时各通道会具有不同的丢包率和时滞率,采用两个相互独立的随机对角矩阵来建模随机一步时滞和多丢包现象,并分析了滤波误差系统的均方指数稳定性。通过引入新的松弛变量,基于LMI技术设计了具有H∞性能的满阶滤波器。并与传统的直接分解Lyapunov矩阵的方法进行了比较研究,验证了本文设计方法的优越性。4.针对同时存在数据包丢失和多步传输时滞的随机非线性网络控制系统,研究了H∞滤波器设计问题。考虑到由于网络诱导时滞所引起的数据包时序错乱,使得每一时刻接收端接收到的数据包不止一个,有可能是多个的现象,利用一组Bernoulli分布的随机变量对网络系统进行建模,将该时刻接收端接收到的所有数据用一个向量来描述。同时非线性干扰是随机发生的,且依赖于时滞的状态。通过构造合适的Lyapunov函数,给出了使滤波误差系统均方渐近稳定并满足指定H∞性能的一个充分条件。基于该条件,将滤波器的设计问题转化为具有LMI约束的凸优化问题,提出了系统H∞滤波器的设计方法。