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近年来,网络控制早已成为控制领域中的一个热门研究方向。然而,网络化控制系统(Networked Control System,NCS)中存在的问题是比较复杂的,如:网络诱导时延、数据丢包、模型不确定性、有限网络资源的浪费等现象的存在以及随时可能发生的各种故障,均会导致系统性能下降甚至使系统变得不稳定。除此以外,由于在实际的工业系统中或多或少都存在着非线性特性,因此,通过容错控制设计使非线性NCS(Nonlinear NCS,NNCS)具有较高的安全可靠性,具有深远的意义。现有的NNCS容错控制研究中,基本可以分为两大类:被动容错控制(Passive Fault-Tolerant Control,PFTC)和主动容错控制(Active Fault-Tolerant Control,AFTC)。尽管这两种方法有各自独特的优点,但是前者的保守性较大,无法对未知故障进行有效容错,而后者在进行控制器重组/重构时,无法保证系统在此期间的稳定性。除此以外,现存成果大多采用“时间触发通讯机制”(Periodic Time-Triggered Communication Scheme,PTTCS),数据的传输间隔等周期,这一特性无疑会造成无效数据的传输,严重浪费本来就有限的网络资源,更加加剧网络诱导时延和丢包现象的发生。基于此,本文以一类具有时变时延和外界有限能量扰动的不确定NNCS为研究对象,采用更加节约资源的“离散事件触发通讯机制”(Discrete Event-Triggered Communication Scheme,DETCS),在执行器任意失效故障情形下,从系统建模、观测器与控制器的设计与分析、DETCS与控制器协同设计等方面研究了DETCS下NNCS主-被动混合鲁棒容错控制问题。主要研究内容包括以下几个方面:1)DETCS下闭环故障NNCS建模本文引入一种与系统状态息息相关的DETCS,同时具体考虑到网络诱导时延和外界有限能量扰动的实际存在,以T-S模糊模型为基础,分别建立了标称、不确定以及不确定受扰闭环故障NNCS模型。2)NNCS主-被动混合容错控制与DETCS协同设计研究在上述所建立模型的基础上,利用并行分布补偿方案(Parallel Distributed Compensation,PDC)以及构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函等方法,推证出了在DETCS下使NNCS具有完整性、鲁棒容错以及鲁棒H_∞容错的时滞/事件依赖充分条件;同时以线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)形式给出了主-被动混合容错控制器与DETCS协同设计的求解方法,并基于H_∞控制思想设计了故障检测观测器(Fault Detection Observer,FDO),以实现对故障的在线检测;随后设计了PFTC和AFTC,使得在发生已知故障类型时,系统能够维持自身的稳定性,在发生未知故障类型初期阶段,通过PFTC的作用能够降低系统性能下降的速度,为FDD子系统检测准确的故障信息以及AFTC的重组/重构赢得宝贵的时间,一旦得到准确的故障信息,AFTC将立即重构新的控制器用以补偿未知故障对系统性能带来的影响,进而维持系统的稳定性。3)DETCS下不确定NNCS主-被动混合鲁棒H_∞容错控制器无冲击切换研究考虑到在不同控制器之间进行切换时,由于控制信号不匹配而容易影响控制器的性能,进而影响到系统安全的问题。因此,在NNCS主-被动混合鲁棒H_∞容错控制器的设计中需要考虑重构控制器的平滑切换问题。通过引入适当的平滑切换函数,实现了切换瞬间控制器信号的匹配,减小了切换时的抖动以及跳变现象,从而保证了在执行器任意失效故障情况下系统的安全性。4)DETCS下NNCS主-被动混合容错控制仿真程序的设计与实现针对上述研究,仿真结果表明采用文中所设计的FDO可以准确地检测出故障信息;通过对AFTC、PFTC和主-被动混合容错控制器的效果比较,发现文中所设计的混合容错控制器的性能优于两者中的任何一个:即对已知/未知故障类型的故障均能实现有效容错;平滑切换函数的恰当选择实现了控制器之间的“无冲击”切换;除此之外,事件触发条件的引入大大节约了有限的网络资源,提高了网络资源的利用效率。