随着“中国制造2025”的提出,推进信息化和工业化的深度融合成为了其中一项重要内容,无线通信技术更是成为了其中的关键。一方面,无线通信的迅速发展快速影响着工业领域,从现场设备到管理控制再到数据采集等各个层面;另一方面,无线通信技术在向工业控制领域应用的过程中也面临着诸多挑战,例如可靠性对于控制性能的影响,以及无线通信应用到实时控制系统时所带来的通信能量消耗的问题。本文针对这些问题做了相应的研究并且提出了应对方法。在将无线通信应用到实时控制的过程中,如果信道经历深度衰落,则此时连续的控制数据包丢失将造成设备长时间无控制命令可用,这对于实时控制的性能影响是非常大的。面对这种情况,如果采用预测控制的方法去发送一系列预测的控制命令,那么当发生通信丢包时设备就可以使用预测的控制命令。同时,采用重传合并的方式也可以在信道发生深度衰落时提高控制数据包接收成功的概率。本文将结合这两种方法去降低无线通信在不可靠时对控制性能所造成的影响。另外,实时控制系统的特点在于对控制的实时性要求很高,其控制的周期短、频率高,因此采用无线控制时需要非常频繁且周期性的无线传输,这对于通信的资源消耗非常大。预测控制的引入可以使控制数据包的传输频率降低,但是过多的使用预测控制命令也会降低控制的性能。本文结合预测控制算法设计了系统开环控制的时间因子,从而在控制的性能要求以及通信的能量消耗上寻求一个折衷。本文的研究内容简要概括如下:在第二章中,本文主要介绍了国内外的一些相关工作。介绍了现有的无线网络控制系统的一些基础理论,介绍了分组预测控制系统的基础模型,对现有的两种无线控制数据包的传输策略也做了分析,最后介绍了衰落信道的一些基础。在第三章中,针对无线通信信道可能面临的深度衰落,本文结合通信的重传合并以及预测控制的方法设计了无线传输策略。通过仿真对比,证明了所设计的方法在不可靠通信场景下的优势。在第四章中,为了在通信的能量消耗以及控制的性能之间做一个折衷,本文以控制的代价以及通信的能量消耗为目标对问题进行建模,给出了问题的求解过程以及设计的求解算法。仿真结果表明所设计的方法可以在保证控制性能的同时降低通信的资源消耗。