随着通信网络的引入,基于网络的控制技术得以迅速发展,网络控制系统已经广泛应用于汽车自动化、智能建筑、交通网络、无人机、工业生产等诸多领域。相比于传统控制系统,网络控制系统的各组成单元通过一个带宽有限的共享通信网络进行信息交换。为节省通信资源和避免数据冲突,通信网络通常利用通信协议来调度待进入网络的信号,使得每个传输时刻仅有一个或者有限个网络节点能够访问通信网络。在通信协议调度规则影响下,控制系统的结构变得更加复杂,其分析和综合问题的研究变得更加困难。近几年来,有关通信协议影响下控制系统的控制和滤波问题的研究已经吸引了国内外学者的大量关注。然而,针对通信协议影响下非线性系统的相关问题还未形成系统化和体系化的研究,尤其是同时考虑到一些网络诱导约束对传输信号的影响,这些问题需要进一步深入的探索和解决。本学位论文旨在研究几类通信协议影响下非线性系统的控制和滤波问题,并针对相关控制器和滤波器设计提出一些新的问题和新的方法。本论文的具体内容框架如下:第1章详细介绍了本论文的研究背景,有关通信协议影响下控制系统的性能分析、控制器和滤波器设计等问题的国内外研究现状和不足,阐明了本论文的研究动机,并简要介绍了本论文的主要内容。第2章基于T-S模糊模型研究了RA协议和动态量化影响下不确定非线性系统的鲁棒H∞控制问题。本章通过范数有界不确定摄动参数同时描述了系统的状态和输出上的不确定性。测量输出信号首先经过动态量化器进行量化,然后通过由RA协议调度的通信信道传输到控制器,并基于Markov链刻画了该RA协议的调度规则。本章考虑了模糊规则和Markov模态依赖的动态输出反馈控制器,并在此基础上,通过构造新的Lyapunov函数和利用随机稳定性理论,解决了不确定T-S模糊系统的控制器设计问题。第3章基于T-S模糊模型研究了RR协议、动态量化和欺骗攻击共同影响下非线性系统的安全控制问题。测量输出信号和控制输入信号首先经过动态量化器进行量化,然后通过由RR协议调度的不同通信信道分别传输到控制器和执行器,并且这两个通信网络都受到了基于Bernoulli分布的欺骗攻击的影响。本章考虑了模态依赖的基于观测器的输出反馈控制器,并在此基础上,通过构造令牌模态依赖的Lyapunov函数和利用输入-状态稳定性理论,解决了T-S模糊系统的控制器设计问题。第4章基于T-S模糊模型研究了TOD协议、动态量化和欺骗攻击共同影响下非线性时滞系统的H∞滤波问题。测量输出信号首先经过动态量化器进行量化,然后通过由TOD协议调度的通信信道传输到滤波器,并且该通信网络受到了基于Bernoulli分布的欺骗攻击的影响。本章考虑了模态依赖的非脆弱滤波器,并在此基础上,通过构造模态依赖的Lyapunov-Krasovskii函数和利用均方渐近稳定理论,解决了时滞T-S模糊系统的滤波器设计问题。第5章基于T-S模糊模型研究了TOD协议和量化影响下非线性系统的峰值-峰值跟踪控制问题。测量输出信号和参考输出信号首先都经过对数量化器进行量化,然后通过由TOD协议调度的不同通信信道传输到控制器。此外,本章还讨论了执行器饱和对控制输入信号的影响。本章考虑了模态依赖的输出反馈控制器,并在此基础上,通过构造模态依赖的Lyapunov函数,解决了T-S模糊系统的跟踪控制器设计问题。