网络控制系统(Networked Control Systems,简称NCS)是近十几年随着控制技术、网络技术和计算机应用技术的飞速发展而出现的一种新的控制系统,现已成为自动化领域的一个前沿课题。本文在近年国内、外关于网络控制系统理论研究成果的基础上,研究了网络控制系统的控制算法、调度策略、控制与调度协同设计方面的部分问题,主要工作如下:1.在研究网络控制系统的基本结构、特点和网络控制系统中存在的基本问题的基础上,从信息网络与控制网络的区别入手,分析了典型网络应用于控制系统的时延特性,得出不同网络的优缺点。然后分不同的节点驱动组合情况建立了其数学模型,并提出了一种优化建模方法,提高了模型精度。介绍了TrueTime工具箱的使用方法,设计了基于以太网络的仿真平台CAE_NCS,给出了仿真平台的设计结构、工作原理、程序流程。2.在传感器节点采用时间驱动方式,控制器节点和执行器节点采用事件驱动方式的特定条件下,建立了具有迟延特性的状态空间预测模型,研究了预测函数控制算法在网络控制系统中的应用,使用该算法克服具有随机长时间网络传输迟延对系统的影响,效果较好。将具有不确定性传输迟延和数据丢包的网络控制系统视为灰色系统,研究了灰色控制理论在网络控制系统中的应用。3.研究了网络控制系统的信息调度策略,针对基于优先权的网络环境,结合智能控制理论,设计了传感器和控制器均采用事件-时间混合驱动方式的控制网络体系结构,提出了一种基于BP神经网络和模糊反馈推理的两级调度策略。该调度策略的一级调度通过网路节点驱动方式和死区技术减少网络负荷,二级调度则利用基于模糊反馈原理来设计的信息调度器,动态调度节点优先级,保证了初始优先级较低的节点发送数据的公平性,仿真实验的结果表明了所提出策略的有效性。两级调度策略在减小了网络流量的基础上优化了信息优先级配置,提高了系统的控制品质。4.进行了网络调度与控制协同设计的研究,提出了基于预测控制和优化采样频率的分层设计思想。设计了一个具有冗余控制器且控制器和执行器节点由事件驱动,传感器节点变采样频率的总线式网络控制系统模型。将网络控制系统视为灰色系统,传输网络和被控对象视为广义被控对象,为保证系统稳定且网络负荷适当,建立了传感器采样频率调度优化模型,并求解出最优采样频率,保证了网络控制系统的整体性能。