网络控制系统(Networked control systems,NCS)是控制技术、网络技术、计算机技术和通信技术的交叉融合的产物。网络控制系统具有连线少、成本低、易于诊断和维护、灵活性高、易于系统扩展等优点。但有限网络资源共享的特点,使得网络控制系统中存在网络诱导时延、数据包丢失和非等间隔传输等非线性环节,降低了系统的控制性能,甚至使系统失稳。通过合理设计网络调度策略和包含各类网络状况的控制策略,来解决系统控制性能(Quality of control,QoC)要求、网络服务质量(Qualityof service,QoS)要求和有限网络资源三者之间的矛盾,对网络控制系统的实际应用具有重要的理论意义和工程价值。本文研究了网络控制系统中的带宽调度与控制问题,主要内容和结果如下:　　 (1)研究了基于工业以太网的网络控制系统的分层调度策略。针对基于工业以太网的网络控制系统中存在控制数据、非控制数据和紧急数据共享有限网络带宽和优先级队列的情况,综合考虑控制回路的QoC要求与非控制数据的QoS要求,并结合分布式与集中式的特点,提出了基于模糊反馈的分层调度策略。　　 (2)研究了分层调度策略下的网络控制系统的控制问题。利用T-S模糊方法将分层调度下的NCS描述为一类非线性NCS,并基于分层调度下NCS中采样周期、网络时延的特点,建立了非线性NCS的模糊切换系统模型。基于多重Lyapunov函数法和平均驻留时间法,给出了系统指数稳定的充分条件。　　 (3)研究了无线网络控制系统(Wireless networked control systems,WtNCS)中基于系统误差的死区调度与控制问题。首先针对WiNCS中带宽有限、节点能量有限和网络冲突概率高的特点,提出了一种基于系统误差绝对值的死区调度策略。通过将是否进入传输死区等效为系统参数的切换,建立了短时延WiNCS的离散切换系统模型,并给出了系统稳定的条件;通过将死区调度描述为一个输入与输出之差有界的非线性函数,建立了长时延WiNCS的连续时间模型,并设计了系统的保性能控制器。其次提出了一种基于系统误差与误差变化的绝对值加权和的死区调度策略。建立了包含时延区间概率分布信息和死区调度的WiNCS的连续切换系统模型,并给出了系统渐近稳定的条件和控制器的设计方法。最后提出了一种基于粒子群优化参数的Brown三次指数平滑预测算法,补偿死区调度下丢失的控制量。　　 (4)研究了WiNCS中基于信号差值的死区调度与控制问题。提出了一种基于信号差值的死区调度策略。通过将死区丢包的影响等效为传输信号的不确定项,建立了包含不确定参数、时延区间概率分布信息的WiNCS的连续时间模型,并设计了系统的保性能控制器和H∞控制器。　　 (5)研制了多层次、多类型网络的网络控制系统半实物仿真实验平台。首先分析了实验平台的研制需求。其次介绍了实验平台的硬件系统结构和软件系统运行流程,并阐述了实验平台的主要功能和关键技术。最后通过MeF调度与FP调度、定时采样和采样抖动、直接控制与监督控制的网络控制系统的对比实验,验证了实验平台的主要功能,如网络调度、高精度定时、算法嵌入、多网络协议和多控制结构。