1、網絡控制系統(tǒng)是通過實時的通信網絡把傳感器、執(zhí)行器和控制器相連接而構成的一種分布式控制系統(tǒng)。具有成本低、安裝和維護簡單、資源共享和遠程操控等眾多優(yōu)點，并在實際工程領域中得到了廣泛應用。但是，由于網絡的介入，數據信息不可避免地在網絡化控制系統(tǒng)的傳輸過程中出現(xiàn)一系列問題，如網絡誘發(fā)時延、數據丟包和信號量化等。它們的存在降低了控制系統(tǒng)的性能，嚴重時還會影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，針對具有多重網絡誘導現(xiàn)象的網絡化控制系統(tǒng)的研究具有重大的理論和應用價

2、值，正日益成為目前控制理論界研究的熱點。另外，實際網絡控制系統(tǒng)會面臨干擾及環(huán)境變化等因素帶來的隨機擾動，從而導致系統(tǒng)參數的隨機變化，Markov鏈可以很好的描述網絡系統(tǒng)誘發(fā)時延和丟包的隨機性，因此Markov跳變系統(tǒng)的提出，對解決控制領域此類隨機問題起到了極大的推動作用。另外，由于系統(tǒng)發(fā)生故障而導致整個系統(tǒng)崩潰而引起嚴重的后果，這使得我們不得不在設計系統(tǒng)控制器的同時關注當系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障的問題。本文的主要工作可以概括如下:
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3、.研究了具有時延和量化的網絡控制系統(tǒng)的H∞量化反饋控制器設計問題。首先，利用轉移概率部分未知的Markov鏈來刻畫系統(tǒng)參數的隨機變化規(guī)律，將網絡控制系統(tǒng)統(tǒng)建模成Markov跳變系統(tǒng)，將量化誤差的影響轉化為扇形界下的不確定性，網絡時延是時變的。通過構建Lyapunov-Krasovskii泛函，基于LMI得到了系統(tǒng)隨機穩(wěn)定的充分條件并具有H∞性能指標γ，并利用錐補線性化算法給出了H∞量化反饋控制器的設計方法。然后，在此基礎上針對不確定網絡

4、控制系統(tǒng)，利用轉移概率部分未知的Markov鏈來描述網絡隨機時延，所得到的H∞量化反饋控制器，使系統(tǒng)隨機穩(wěn)定的同時具有H∞性能指標γ。最后，通過數值仿真實例驗證了算法的有效性。
　　2.研究了具有多重網絡時延和量化的網絡控制系統(tǒng)的H∞控制問題。所涉及的時延包括隨機時延和分布式時延，利用轉移概率部分未知的Markov鏈來描述系統(tǒng)的隨機時延，并將網絡控制系統(tǒng)統(tǒng)建模成Markov跳變系統(tǒng)。通過構建新的Lyapunov-Krasovski

5、i泛函處理無窮分布式時延，所得到的H∞控制器使系統(tǒng)指數均方穩(wěn)定的同時具有H∞性能指標γ。仿真實例驗證了算法的有效性。
　　3.研究了具有數據丟包、分布式延時和量化的不確定網絡控制系統(tǒng)的H∞濾波器設計問題。利用轉移概率部分未知的Markov鏈來描述系統(tǒng)參數的隨機變化規(guī)律，將網絡控制系統(tǒng)統(tǒng)建模成Markov跳變系統(tǒng)，網絡時延在不同的延時大小分布概率是已知的，采用此種方法描述時延可以有效降低系統(tǒng)的保守性。對于數據丟包現(xiàn)象，采用Berno

6、ulli隨機過程進行描述。通過線性矩陣不等式的理論得到了H∞濾波器和量化反饋控制器的設計方法，使濾波誤差系統(tǒng)指數均方穩(wěn)定的同時具有H∞性能指標。數值仿真結果驗證了濾波器設計方法的有效性。
　　4.研究了具有量化和隨機數據丟包的網絡控制系統(tǒng)的H∞故障診斷問題。利用具有兩個模態(tài)的Markov鏈來描述隨機數據丟包現(xiàn)象，將網絡控制系統(tǒng)建模成Markov跳變系統(tǒng)。通過構建殘差產生器，將相應的故障診斷問題轉化為H∞濾波器設計問題，通過構建Ly

7、apunov泛函，提出了H∞故障診斷濾波器的設計方法，使得故障診斷系統(tǒng)隨機穩(wěn)定的同時具有H∞性能指標γ。數值仿真實例驗證了算法方法的有效性。
　　5.針對具有多重網絡延時和量化的非線性網絡控制系統(tǒng)，提出了H∞故障診斷濾波器和量化反饋控制器的設計方法。首先針對具有Markov時延、分布式時延和量化的網絡控制系統(tǒng)，利用動態(tài)量化器對輸出信號進行量化，設計了具有動態(tài)特性的H∞故障診斷濾波器，使系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能快速檢測到故障的存在。然后，在