实际控制系统往往伴随着系统参数摄动和扰动甚至是故障,而网络化控制系统更加面临着时滞、丢包以及匿名攻击等不确定性因素。由于这些复杂不确定会影响甚至损害动态系统的稳定性和性能,因此,研究复杂不确定动态系统的估计和控制问题,一方面可以提供动态系统的估计进而实现控制,另一方面可以为实际控制系统运行的鲁棒性、容错性、可靠性以及安全性提供技术支撑。本论文针对若干类典型的动态系统,考虑其中常见的不确定性,例如物理单元中过程扰动、传感器和执行器扰动、参数摄动,以及网络单元中的时滞、丢包、攻击、量化、非周期性事件等等,主要采用滑模控制方法,以自适应技术、滑模观测器、H∞技术等方法为辅助,研究若干具有复杂不确定性的动态系统的估计与滑模控制方法,提出了解决不确定动态系统的稳定性与性能分析、状态和故障估计、容错控制、事件触发控制等一系列问题的新方法。本论文的具体研究内容和方法以及相应的理论创新点分述如下:1.第二章考虑一类含有参数摄动和输出干扰的不确定非线性系统,针对未知执行器故障偏差,利用扩展观测器技术将系统状态和故障偏差增广为新的状态向量,并构造了一种扩展观测器,该观测器是一种滑模观测器,用于估计原系统状态和故障偏差的同时来补偿复杂不确定性。通过构建估计误差系统,结合状态估计系统,分别设计了线性滑模面和积分型滑模面,提出了同时满足这两个滑模面可达性的积分型滑模控制律和切换控制律,达到了复杂不确定下原系统的控制目的,并且可实现同时估计原系统状态和执行器故障偏差。2.第三章考虑具有匹配型不确定和外部干扰的delta域离散系统,尤其针对未知执行器故障因子,将未知的故障因子描述为具有已知上、下界的常量;同时,将执行器故障偏差描述为含有某个上、下界,但是均未知常量。利用自适应技术设计了用于估计故障因子以及未知上、下界的自适应律。通过选取线性滑模面,基于等效控制法设计了导出了滑模面参数求解依据,进一步提出了一种基于线性滑模面的自适应滑模控制律,最终实现对该类不确定系统的主动容错控制。3.第四章关于一类典型的信息物理系统（cyber-physical systems,CPSs）的安全状态估计问题,考虑其中的过程干扰和测量噪声,重点分析信息物理系统中的完整性攻击（虚假数据注入）,构建了delta算子框架下的离散时间信息物理系统;分别针对传感器孤立攻击以及传感器和执行器两者的联合攻击,设计了基于矩阵枚举的delta域估计器,用于含有完整性攻击的线性信息物理系统的安全状态估计。考虑到实际信息物理系统的网络通信约束,提出了一种基于delta算子和状态观测器的自触发控制器,不仅可以实现与时间驱动控制器相当的控制效果和增强估计性能,而且可以节约一定的通信资源,提高网络资源的利用率。在稳定性分析方面,结合矩阵等式约束,利用delta域的圆域稳定性判据和耗散性理论建立了估计系统稳定性的充分条件,用于估计器和控制器的参数的求解。此外,本章还提供了针对执行器孤立攻击情形下信息物理系统的安全估计与自触发控制的简化结果。4.第五章考虑一类含有非线性耦合随机过程的网络化系统,针对一些量化过程中出现的不确定性,将系统输出的一类非完整量化过程描述为一种量化信号随机丢包的过程,由于量化的非连续性,通过构造状态观测器观测非完整量化值,提出了一种基于Luenberger观测器的滑模控制与状态估计方法。在稳定性分析上,利用Lyapunov稳定性理论,分析了估计系统和观测器系统的稳定性,并建立了系统输出满足H∞性能的判据,并据此提供了一组用于确定观测器和滑模面参数的便于求解的矩阵不等式。因而,所设计的观测器可实现对系统状态的估计,同时所设计的滑模控制器可以实现将估计状态连同系统状态轨迹驱使到原点的目的,用于解决非完整对数量化情形下随机系统的估计与控制问题。5.第六章考虑含有参数摄动、外部扰动和非线性耦合随机过程的单/多回路网络化系统,针对传感器单元至控制器单元之间的非周期性事件,首先对该类单回路网络化控制系统提出了一种基于状态观测器的事件触发模控制方法,保证了非周期信号下理想滑模的实现。在分析整个估计系统的稳定性时,采用‘‘时滞’’思想将事件驱动系统建模为一种含有状态时滞的随机系统,根据第五章的系统稳定性分析方法,利用Lyapunov-Krasovskii泛函法得到了估计系统和原系统的稳定性的充分条件。此外,本章将所提的理论方法拓展应用到多回路网络化控制系统的估计与控制,考虑传感器单元到控制器单元的共享网络通信链路,进一步利用‘‘时滞’’思想将多路访问冲突描述为一种“排队时滞’’,由此构造了一种含有状态时滞的多回路网络化随机系统,其中采用了载波侦听多路访问协议作为处理多路访问冲突。借鉴单回路网络化系统的分析方法,导出了相应的多回路网络化随机系统的稳定性判据,并设计了相应的积分型滑模控制律和状态观测器。由此提出了一种基于载波侦听多路访问协议的多回路事件触发滑模控制方法。