网络化控制系统是通过通信网络构成反馈回路的控制系统.网络化控制系统从实践中产生和发展起来,网络化的控制方式可以扩大人类的控制范围,提高控制性能,增强控制能力,快速灵活的组建复杂的大规模控制系统,从而在工业、军事、通信、交通以及人们的日常生活中获得了广泛的应用.网络的引入给控制系统的设计和实现带来了一系列的问题,如网络延时的处理、网络资源的最佳分配、系统总体结构分析和系统实现等,阻碍了网络化控制系统的发展以及在实际系统中的应用,因此针对这些问题的研究具有重要的理论意义与实用价值.本文对上述问题做了系统的研究,提出了可行的解决方案.由于影响系统性能的主要因素是时变的网络延时,因此研究重点是时变网络延时的补偿问题.针对不同的网络延时特性分为两个研究方向,一是网络延时为随机时变的情况,二是网络延时受马尔可夫链约束的情况.主要研究内容为通过控制器设计补偿网络延时的影响,保证控制系统稳定性,提高控制性能.网络延时随机变化时,首先提出了时滞依赖于网络延时的网络化控制系统镇定条件,通过锥补线性化方法把此条件转化成典型的线性矩阵不等式问题,迭代求解镇定控制器.在镇定问题基础上,考虑了网络化控制系统的H<,∞>控制问题和保性能控制问题,即在系统稳定前提下,同时能够满足一定的性能要求.随机网络延时补偿方法能够保证在时变网络延时特性下系统稳定性和性能指标要求,适合应用于网络延时特性未知及时变的情况,但当网络延时特性已知时,这种方法有一定的保守性.网络化控制系统的设计是控制器设计和网络资源调度的联合寻优问题,网络调度的研究内容是寻求满足控制系统性能要求的网络资源分配策略.网络资源调度的主要特点是非抢占调度,针对此特点采用非抢占的速率单调调度方法分析了网络资源可调度的条件.同时设计控制器和网络资源调度策略是非常复杂的,很多情况下根本无法求解,针对这种情况,提出分层的设计方法降低同时求解控制器和调度器的复杂性.把网络化控制系统的设计分为控制层、调度层、网络层三层结构,调度层协调底层的通信网络,向控制层提供所要求的数据传输服务,控制层在调度层提供的网络传输服务基础上设计控制器满足控制系统的性能要求.网络化控制系统的实现也是需重点研究的复杂问题.复杂性的主要原因在于网络化控制系统中被控对象的复杂性、系统中节点的异构和大量的通信事务处理.为解决系统构建的复杂性,提出了基于CORBA的网络化控制系统实现框架,CORBA的面向对象技术和平台无关性为解决网络化控制系统实现中的复杂性问题提供了完善的解决方案.