关于网络控制系统的研究开始于20世纪末，因在数据传输上采用了通信资源共享的手段而节省大量布线电缆，方便了系统的检测、维修和维护，刚刚兴起的无线网络控制系统不仅继承了这一优点，还从根本上解决了一些特殊场合(高速旋转的设备、海洋工程中或是经常需要维修改造的场合)不便于线缆铺设的问题，使系统具有更高的灵活性，安装、维护、诊断更为便捷的优点，成为控制领域的研究热点之一。然而，无线通信网络容易受到电磁干扰，本身具有较小的带宽、射频通信的多跳性、无线通信信道数量和容量有限等特点，使无线网络控制系统的性能更容易受到网络数据传输的影响，控制系统的分析和设计也变得更为复杂。目前，这些问题正困扰着广大研究人员和工程技术人员，并且限制了无线通信技术在控制系统中的应用。 本文以无线网络数据传输在控制系统中的应用为研究对象，针对控制过程中存在的数据传输延时和数据丢失现象，从通信和控制两个方面展开研究，着眼于提高系统的控制性能，以满足工程应用的要求。因无线网络控制系统是集控制技术、网络技术、射频通信技术和计算机技术为一体的多学科、多领域的复杂控制系统，所以本文仅从如下几个方面作了研究： 1、从无线网络数据传输机理入手，对造成无线网络数据传输延时和数据丢失的原因进行了分析，得出无线网络的工作环境和多址通信协议是影响数据传输特性的主要影响因素的结论，从控制角度出发提出了一种混合轮询通信协议以改善多址数据传输过程中的数据包错序和数据超长延时的问题，针对网络协议的多样性和工作环境的复杂性提出了控制网络性能评价的三种方法：数据延时评价法、数据包丢失评价法和时间信息流法，用以选用合适的网络协议和优化网络参数。 2、针对数据传输延时和数据丢失这两种现象建立了控制系统模型，并分析了这两种现象对控制系统性能的影响。采用了基于延时的随机最优控制算法对具有数据传输延时的控制系统性能进行改善，并给出随机延时最优控制离线算法以适应现场控制器计算量小的情况；通过对基于无线数据传输的多电机控制系统模型分析，采用预测控制方法来实现通信故障或数据丢失时的控制，并能够实现在通信故障时的容错控制。 3、利用LabVIEW软件建立网络数据传输特性实验平台，给出网络数据传输特性测试的实验方法，对目前常用的一些通信协议进行了实验测试。对基于ZigBee协议的网络数据传输特性进行了分析，并在实际工作场合进行了传输特性测试实验，测得数据传输延时特性符合正态分布其均值约为50ms，数据丢失在3％以内。 4、设计了多节点控制系统的模拟工作平台，并在其上完成了基于ZigBee协议的无线网络数据传输的多节点控制系统设计。采用了基于预测机制的复合同步控制方法，在模拟工作平台上实现了无线网络的多节点控制，使系统具有较高的控制精度。最后在“海上风力发电风机安装”项目中，将无线传感与无线控制系统应用于风机的自动定位安装工程上。 文章结尾对本课题研究过程中的一些重要结论和关键问题作了总结。