网络控制系统NCS（Networked Control System）是当前自动控制领域的研究热点之一。在实际应用中，很多控制系统都有同步控制设计要求。将网络控制技术引入这些控制系统，可使其具有NCS的优点。但因NCS存在网络时延，故控制系统的同步控制性能会有所下降，而且网络时延的不确定性也会加大NCS同步控制的难度。提高NCS的同步控制性能对保证NCS分布式网络节点工作的协调一致性、NCS控制决策的准确性以及系统的整体性能是非常重要的。因此，对NCS同步控制性能的研究具有重要的理论意义及应用价值。本文针对实际应用中存在的主要的两类同步控制要求，研究NCS的同步控制特性：一类是对NCS不同网络节点响应相同控制命令的时间同步要求，另一类是对NCS多个被控对象在相同时刻输出响应满足一定函数关系的量值同步要求。在对国内外关于NCS同步控制性能研究现状及进展进行分析和综述的基础上，从建立NCS同步控制性能评价指标入手，首先对NCS信息传输特性进行了分析和研究，然后在此基础上从网络节点工作方式、智能控制器设计等方面提出了提高NCS同步控制性能的多种控制策略，并进一步对NCS同步控制性能进行了仿真研究。目前虽然已有一些关于控制网络的性能评价指标，但还没有明确的针对NCS同步控制性能的评价指标。为解决NCS应用设计中不同类型的同步控制要求下的同步控制性能的评价问题，提出了NCS同步控制性能评价指标，包括输入同步、输出同步、被控对象输出响应同步等同步控制性能评价指标，讨论了控制系统、网络性能评价指标；充分考虑NCS同步控制性能评价指标、NCS稳定性要求及动态、稳态性能指标以及网络性能指标，提出了NCS同步控制性能的综合评价方法；对影响NCS同步控制性能的网络节点时钟、网络信息传输时延、网络节点工作方式、网络调度等主要因素进行了分析和研究。NCS的网络信息传输时间是影响其同步控制性能的重要因素之一。为研究NCS的网络信息传输时间特性，建立了包括一般意义上的NCS传输时间分析模型、时间补偿同步控制时间分析模型和等时同步模式下的时间模型在内的NCS网络信息传输时间分析模型。针对PROFIBUS NCS，在研究其令牌环网络访问机制的基础上，建立了相应的信息传输时间分析模型，搭建了PROFIBUS-DPNCS的实验平台，给出了网络信息传输时间实验测量方法，进行了NCS的网络信息传输时间特性实验研究，为研究NCS传输性能、计算节点同步控制误差、实现NCS网络时延预测补偿同步控制提供了参考数据。为实现NCS网络节点的同步输入或同步输出控制，对NCS网络节点工作方式提出了分组同步控制思想、改进的网络节点组合驱动方式、节点数据缓冲区时间补偿控制与设置节点的全局状态观测器等控制策略。研究表明，分组同步控制可以更有效地提高节点的同步控制性能；所提出的改进的网络节点组合驱动方式是一种兼顾了最小同步误差和最少网络时延的同步控制节点驱动方式；所提出的利用数据缓冲区对节点的同步控制信号响应时间补偿策略，可以减小因网络传输时间差异而造成的同步误差；建立在NCS控制器节点的全局状态观测器根据监测网络节点运行状态信息，计算出同步控制变量决定NCS节点的同步控制行为，从而提供了一种可行的、有实用价值的实现网络节点同步控制的应用程序设计思路。以对NCS信息传输特性的分析为基础，按照NCS的控制任务连续完成顺序，建立了基于Matlab/Simulink的模块化NCS仿真模型，并进行了NCS同步控制性能的仿真研究。提出了一种改进的Fuzzy和Smith补偿联合控制策略。仿真研究结果表明，该策略可以改善网络时延对NCS同步控制性能的影响。针对包含多个被控对象、且它们的输出响应之间有量值同步控制要求的NCS，提出了采用小步长信号给定、同步误差补偿控制、Fuzzy-PI双模控制等组合同步控制策略。仿真研究结果表明，采用同步误差补偿控制可有效地减小被控对象输出响应同步误差，采用小步长信号给定和Fuzzy-PI双模控制可以有效地解决动态过程被控对象输出响应同步误差较大问题。