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近年来，由于网络技术的发展以及工业控制技术的发展，控制系统与网络技术结合的程度越来越高，从而形成了控制理论中一个新的发展方向——网络控制系统。网络控制系统有很多优点，但同时控制系统与网络技术结合时也出现了很多传统控制理论中没有涉及到的问题，因此，如何解决网络控制系统中出现的问题，并充分发挥网络控制系统的优点，成为了近年来的一个研究热点。已有的众多研究成果主要集中于系统建模及设计使系统稳定的控制律，对系统的鲁棒控制及其相关的分析很少涉及，并且已有的模型也有一定的缺点；在网络控制系统的最优控制方面，虽然出现了一部分成果，但是当网络时延具有Markov特性时，相关的最优控制律的设计也有一定的缺点。因此，建立更好的网络控制系统模型，并开展网络控制系统的鲁棒控制和最优控制的研究具有重要的意义。
本文的课题来源于国家自然科学基金资助项目(项目编号：60374023)和广东省自然科学基金资助项目(项目编号：011629)。本文的工作分为两部分，一部分是基于离散时间模型的网络控制系统的研究，另一部分是基于连续时间模型的网络控制系统的研究。利用增广矩阵方法、多率采样方法、最优化方法、鲁棒控制方法、Lyapunov．Krasovskii泛函和矩阵不等式技巧等，比较系统地研究了网络控制系统的建模、最优控制及鲁棒控制的问题，并取得了若干有意义的成果。
本文的主要工作分为以下两大部分：
第一部分是对基于离散系统的网络控制系统的进行了研究，其中包括
(1)分析了传统的网络控制系统的增广矩阵模型所存在的一些缺点，提出用多率采样方法、临界时延等措施来改进系统模型。
(2)考虑了网络控制系统的绝对稳定性问题。通过多率采样方法及增广矩阵模型建立了长时延网络控制系统的离散切换系统模型，并通过对离散切换系统的绝对稳定性的分析，得出了判断给定控制律是否能镇定网络控制系统的定理。
(3)考虑了时延具有Markov特性时网络控制系统的最优控制问题。对该类系统进行了分析，建立相应的增广矩阵模型，并利用多率采样方法把系统转化为一种混合系统，以便于使用Markov链理论进行分析；同时给出了系统的有限时间及无限时间的最优控制律，以及相应的稳定性定理，并通过仿真例子验证了所得结论的正确性。
(4)考虑了网络控制系统的均方α指数稳定最优控制问题。为了能使系统具有均方α指数稳定性，建立了长时延网络控制系统的增广矩阵建模，分别给出了
无限时间全状态反馈，有限时间全状态及部分状态反馈控制律的设计方法，并提供了无限时间全状态反馈和有限时间全状态反馈的仿真例子，然后对仿真结果进行了详细的分析和对比，最后得出的结论是：设计网络控制系统时在系统响应速度与系统的状态的变化速率之间需要做出权衡，以使得两方面都满足控制的要求。 (5)考虑了随机长时延情况下网络控制系统的建模及控制律设计的问题。对该类系统进行了分析，建立了增广矩阵模型，并进一步转化成为不确定模型，然后针对该不确定模型的特殊形式，给出了一个使系统稳定的控制律的设计方法，并分析了该系统模型对于数据包丢失和时序错乱情况的适用性。
第二部分是基于连续系统的网络控制系统的相关研究，其中包括
(1)详细分析了被控对象为精确线性系统的网络控制系统的连续时间模型的建立过程，并把它扩展到更一般的系统，同时讨论了在该模型下对网络控制系统中所出现的各种问题的解决方法。
(2)考虑了被控制对象在精确状态空间模型下的各种控制问题。根据系统的连续时间模型讨论了系统的镇定问题；分析了在给定的性能指标下系统的控制问题并给出最小的性能上界以及相关的反馈控制增益的设计方法；讨论了使系统具有给定H<,∞>范数界的反馈控制增益的设计方法，以及带非线性干扰的系统的H<,∞>控制问题。
(3)考虑了被控制对象的状态空间模型具有不确定性时系统的各种控制问题。给出了使系统鲁棒渐近指数稳定的控制律设计方法；分析了在给定的性能指标下系统的保性能控制问题并给出最小的性能上界以及相关的反馈控制增益的设计方法；讨论了使系统具有给定H<∞>范数界的鲁棒反馈控制增益的设计方法，以及带非线性干扰的系统的鲁棒H<,∞>控制问题。
(4)讨论了时滞线性系统在网络引入情况下系统的控制问题，其中包括系统的镇定，．性能分析和H<,∞>控制律设计、带非线性干扰的系统的H<,∞>控制，以及鲁棒控制相关的问题，最后还把所得的结论推广到多时变时滞系统，给出了多时滞系统的镇定控制律的设计方法。