网络控制系统是一种利用实时通信网络构成的反馈控制系统。在网络通信中往往存在信噪比约束、量化、网络时延、带宽受限和数据丢包等问题,这些问题不仅影响系统的性能甚至导致系统的不稳定。而故障诊断和容错控制作为保证系统可靠性的重要技术,是系统安全运行的有效保障。因此,带有不同网络通信问题的网络控制系统的故障诊断和容错控制的研究具有重要的意义。本文针对网络通信中存在的信噪比约束和量化问题,结合奇异系统理论、动态输出反馈控制、鲁棒滤波器等策略,研究网络控制系统的故障检测和容错控制。主要研究内容概括如下:(1)研究带有信噪比约束信道的线性离散网络控制系统的故障检测和容错控制问题。首先利用奇异系统方法,提出一种基于滤波器的故障检测方案。在此方案中,设计了一种增广的故障检测滤波器,该滤波器不仅使得残差生成系统是可容许的,而且估计了故障的大小。同时构造了一个基于输入、外界干扰和信道噪声随机特性的动态阈值,通过引入一个常数κ降低了阈值的保守性,并给出了阈值的误报率。随后,在故障检测的基础上,为了保证故障系统的鲁棒稳定性,提出一种基于故障估计信息的动态输出反馈容错控制方法。该容错控制器与故障估计分开设计,便于参数的求解。最后,通过一个网络化双容水箱实例仿真验证了所提方法的可行性。(2)针对带有模型误差的不确定离散网络控制系统,考虑系统的输出经过一个信噪比约束的信道,提出一种基于H_∞滤波的鲁棒故障检测方法。首先针对带有模型误差和信噪比约束的不确定离散系统,设计一个无模型误差的最优残差生成器作为参考残差模型,进而把鲁棒故障检测滤波器的设计问题转化为一个H_∞滤波问题。然后,提出一种基于范数的残差评价函数,并给出了一种在线动态阈值的计算方法。仿真结果说明了所提方法的有效性。(3)针对离散Lipschitz非线性网络控制系统,研究系统在信噪比约束的加性高斯白噪声信道下的故障检测问题。设计了一种基于混合H_-/H_∞性能指标的残差生成器来产生残差信号,其中灵敏性指标H_-是用来表示故障对残差信号的最小影响,鲁棒性指标H_∞是用来表示未知干扰和信道噪声对残差信号的最大影响。进一步,根据故障检测逻辑关系,设计了一个基于Lipschitz非线性系统方程解的模的上界和信道噪声随机特性的阈值。最后,利用一个电机系统的实例仿真说明了所提方法的适用性。(4)研究一类线性离散量化反馈系统的故障检测问题,考虑系统的输出分别被均匀量化器和非均匀量化器量化。提出了一种新的量化误差处理方法:把量化误差作为残差生成器的未知输入。然后,设计了一个基于观测器的最优残差生成器,该残差生成器能保证一个合适的折中,即残差信号对故障的灵敏性和对干扰以及量化误差的鲁棒性之间的折中。进一步,针对两种不同的量化器,设计了两个不同的基于量化误差随机特性的阈值。