网络控制系统(Networked Control Systems)是一类通过实时通信网络将传感器、控制器和执行器进行互联的分布式控制系统,这种控制模式具有低成本,维护简单,灵活性高等优势,广泛应用于工业场合,无人飞行器等领域。但是,由于网络中的节点很多和通信网络分时复用的特点,带宽有限的通信网络在传输信息时,必然出现信息的冲撞和重传现象,使得信息在传输过程中不可避免地存在延时,导致控制系统性能的下降甚至不稳定,给控制系统的分析和设计带来了很大的麻烦。本文主要针对带宽约束和时延问题,从降低节点的包传输速率的角度出发,来降低带宽约束对网络控制系统的影响。主要研究内容如下:本文研究了基于模型的网络控制系统(MB-NCS)。为了减少网络流量,同时保证一定的控制性能,该控制结构使用对象的一个确定的模拟模型。在模拟模型没有被控对象信息更新的时候(即在网络两次瞬时传输数据之间),这一模型被用来模拟被控对象的状态。文中假设模拟模型参数与被控对象相近似。很多控制问题被提出,首先是线性连续和离散系统的稳定性分析,对于不同的网络和控制方案,诸如:状态反馈,输出反馈,和网络存在时延,得到了稳定的充分必要条件。该稳定性与M阵的特征值有关,M阵包含了对象参数以及对象和模拟模型参数误差的信息。针对带宽约束问题,采用了基于误差阈值通信逻辑的传输规则,将其运用到基于模型的网络控制系统中,设计了具有通信逻辑功能的智能传感器节点结构,从被控对象状态全部可测量与部分状态可测量甚至是完全不可测量两种情况出发,分别建立了具有误差阈值通信逻辑的网络控制系统模型,通过增加网络节点的计算开销来减少网络的开销,仿真表明在保持系统稳定和良好动态性能指标的情况下,有效地减少了节点数据包的传输。