与传统点对点的本地控制模式相比,网络化控制系统(Networked Control System,NCS)可以大大减少系统布线,能够节省系统设计成本,增强系统交互性、可维护性和故障诊断能力,已应用于众多领域。近十年中,网络化控制已成为国际控制界研究的热点课题之一。同时,NCSs中存在着很多待解决的问题和挑战。由于网络的接入,打破了原有控制系统的封闭性,网络化控制系统中存在网络诱导时延、数据包丢失、数据包乱序、通信带宽受限以及采样传输方式等问题。随着网络技术的迅猛发展和互联网的广泛使用,网络化在增强控制系统的可移动性和可移植性的同时也使得控制系统受到网络攻击的可能性增加。网络攻击条件下网络控制系统的设计与分析是一个新兴的交叉研究领域,相关研究还处于摸索阶段,其分析和设计的很多问题目前尚未开展研究。本文主要研究了NCSs存在随机时延、丢包和外界扰动时的控制器设计问题。采用Delta算子对NCSs进行建模,主要用博弈论的方法实现复杂NCSs各子系统的性能最优控制。并且针对NCSs遭受网络攻击时进行建模,设计攻击策略和防御策略,保证系统在遭受DoS(Denial of Service)攻击时安全运行。主要的研究成果如下:首先,提出在考虑有扰动情况下NCSs的多任务控制结构。通过Delta算子的方法考虑在动态网路环境时,建立非一致采样周期的NCSs模型。采用?-纳什均衡的方法来实现在有外界扰动情况下对NCSs的控制。通过博弈论的方法给出NCSs多任务结构下的控制策略和黎卡提方程。通过给出的估计上界来保证系统的鲁棒性。通过二区域负荷频率控制系统仿真验证我们提出算法的优势。其次,研究了带有多源扰动和未知非线性的控制系统。为了克服高频采样时的数值缺陷,我们采用Delta算子的方法来建立控制系统模型。设计了观测器来估计由外源系统产生的扰动。基于扰动观测器的前馈补偿,设计了最优的控制器来优化系统性能。当考虑观测误差,非匹配扰动和未知的非线性时,通过估计?-optimum的上界值来保证系统的鲁棒性。将上面的控制器设计方法运用到了一个二区域负荷频率控制系统中,来说明算法的有效性。同时,用球杆系统证明扰动观测器的有效性。再次,考虑无线NCSs的安全问题。无线系统较有线系统具有更高的不确定性,安全问题尤为重要。攻击者发射干扰信号对NCSs中的信息传输者进行攻击。先对网络层进行建模,引入信噪比(Signal Interference Noise Ratio,SINR)作为通信性能指标,攻击者和传输者都以实现自己的最大收益为目标。网络层通信质量会影响到控制层的数据包传输,利用这种耦合关系,考虑带有执行器饱和的NCSs在受到网络攻击后的稳定性问题。通过仿真验证,证明了算法的有效性。最后,考虑了在DoS攻击下,NCSs的容侵控制问题,采用联合博弈的方式进行求解。由于攻击者的恶意行为,会给NCSs带来额外的约束,比如数据丢包使通信阻塞。所以在这部分内容中,考虑了NCSs中由于攻击引起的数据丢包。给出了多任务控制结构和集中式控制结构下基于Delta域博弈论的控制策略。在这两种最优控制结构下,通过建立一些性能指标和算法给出了网络防御者和攻击者的最优策略。通过在温控系统的仿真和球杆系统的实验证说明了算法的有效性。