随着计算机、网络通信和控制技术的日益发展和交叉渗透,NCS(Network Control System,NCS)已成为控制系统的通用架构,这类系统不仅结构更复杂、空间更分布,对控制功能及性能的要求也更精细,其所面临的问题和挑战也越来越多,其中安全性问题及解决方案已成为首要之务。通过对NCS进行容错设计是提高其安全可靠性的重要途径,但现存成果大多数都是基于周期时间触发通讯机制(Periodic Time-Triggered Communication Scheme,PTTCS)展开的被动容错控制研究,在此机制下传输信息不仅会造成网络资源的浪费,同时导致结论的保守性也较大且性能不高。基于此,本文将离散事件触发通讯机制(Discrete Event-triggered Communicati-on Scheme,DETCS)融入到一类具有执行器连续时变故障、网络时延及噪声的NCS中,借鉴非均匀采样控制理论的思想,采用具有故障调节能力的动态输出反馈控制策略,对DETCS下非均匀传输NCS主动容错控制与网络通讯的协同设计问题展开了研究。具体工作如下:1)在DETCS下,建立了非均匀传输闭环故障线性NCS的主动容错控制系统模型为实现NCS主动容错控制与网络通讯的协同设计,首先在NCS中引入DETCS,提出了分步实施理念,即将故障与状态的估计置入智能传感器,将具有故障调节能力的动态输出反馈控制律置入控制器,以等物理采样周期的时间驱动观测器,以虚拟非均匀采样周期的事件驱动控制器,建立了DETCS下非均匀传输闭环故障NCS主动容错控制系统模型。2)研究了DETCS下非均匀传输线性/T-S模糊非线性NCS故障调节与通讯协同设计问题首先,在等物理采样周期下,采用时延分析法和Lyapunov稳定性理论,分别给出了线性与T-S模糊非线性鲁棒H∞广义观测器的设计方法,实现了对连续时变故障和状态的快速准确估计,进一步在DETCS下,基于所获得的故障和状态信息,给出了使非均匀传输NCS具有鲁棒H∞性能的故障调节与通讯协同设计的方法,最后以仿真算例验证了结果的正确与可行性。3)研究了DETCS下具有多目标约束的非均匀传输线性/T-S模糊非线性NCS故障调节与通讯协同设计问题考虑引入多目标约束会使控制器求解空间变小的问题,为此在具有故障调节能力的反馈控制器与通讯的协同设计方法推证中,通过构造了新的Lyapunov泛函,运用改进互反凸组合引理和改进Wirtinger不等式等少保守性技术,分别给出了线性/T-S模糊非线性α-稳定鲁棒H∞广义观测器的设计方法,实现了对故障和状态准确及时估计;进一步在DETCS下,基于所获得估计信息,给出了使非均匀传输NCS具有α-稳定鲁棒H∞性能的故障调节与通讯协同设计的方法。仿真结果表明,在此情形下系统具有更少的保守性,并且引入α-稳定约束可以改善对故障和状态的估计性能,同时随着α的增加,在保证系统控制性能的同时又节约了网络资源。4)搭建了DETCS下非均匀传输虚拟NCS主动容错实验平台,并对相关理论结果进行实验研究基于校园局域网和OPC技术,结合先进控制实验室现有的实验设备,将被控对象、观测器与事件触发条件置入一个PC客户端,故障调节与反馈控制器置入另一个PC客户端,搭建DETCS下非均匀传输NCS主动容错控制实验平台,并对2)和3)的理论结果进行了实验验证。结果表明,搭建的非均匀传输虚拟主动NCS平台的实验结果与单机中的仿真结果有良好的一致性,进一步昭示出理论结果的正确与可用性。