网络控制系统是通过实时的通信网络把传感器、执行器和控制器相连接而构成的一种分布式控制系统。具有成本低、安装和维护简单、资源共享和远程操控等众多优点,并在实际工程领域中得到了广泛应用。但是,由于网络的介入,数据信息不可避免地在网络化控制系统的传输过程中出现一系列问题,如网络诱发时延、数据丢包和信号量化等。它们的存在降低了控制系统的性能,严重时还会影响到系统的稳定性。因此,针对具有多重网络诱导现象的网络化控制系统的研究具有重大的理论和应用价值,正日益成为目前控制理论界研究的热点。另外,实际网络控制系统会面临干扰及环境变化等因素带来的随机扰动,从而导致系统参数的随机变化,Markov链可以很好的描述网络系统诱发时延和丢包的随机性,因此Markov跳变系统的提出,对解决控制领域此类随机问题起到了极大的推动作用。另外,由于系统发生故障而导致整个系统崩溃而引起严重的后果,这使得我们不得不在设计系统控制器的同时关注当系统元件出现故障的问题。本文的主要工作可以概括如下：1.研究了具有时延和量化的网络控制系统的H∞量化反馈控制器设计问题。首先,利用转移概率部分未知的Markov链来刻画系统参数的随机变化规律,将网络控制系统统建模成Markov跳变系统,将量化误差的影响转化为扇形界下的不确定性,网络时延是时变的。通过构建Lyapunov-Krasovskii泛函,基于LMI得到了系统随机稳定的充分条件并具有H∞性能指标γ,并利用锥补线性化算法给出了H∞量化反馈控制器的设计方法。然后,在此基础上针对不确定网络控制系统,利用转移概率部分未知的Markov链来描述网络随机时延,所得到的H∞量化反馈控制器,使系统随机稳定的同时具有H∞性能指标Y。最后,通过数值仿真实例验证了算法的有效性。2.研究了具有多重网络时延和量化的网络控制系统的H∞控制问题。所涉及的时延包括随机时延和分布式时延,利用转移概率部分未知的Markov链来描述系统的随机时延,并将网络控制系统统建模成Markov跳变系统。通过构建新的Lyapunov-Krasovskii泛函处理无穷分布式时延,所得到的H∞控制器使系统指数均方稳定的同时具有H∞性能指标Y。仿真实例验证了算法的有效性。3.研究了具有数据丢包、分布式延时和量化的不确定网络控制系统的H∞滤波器设计问题。利用转移概率部分未知的Markov链来描述系统参数的随机变化规律,将网络控制系统统建模成Markov跳变系统,网络时延在不同的延时大小分布概率是已知的,采用此种方法描述时延可以有效降低系统的保守性。对于数据丢包现象,采用Bernoulli随机过程进行描述。通过线性矩阵不等式的理论得到了H∞滤波器和量化反馈控制器的设计方法,使滤波误差系统指数均方稳定的同时具有H∞性能指标。数值仿真结果验证了滤波器设计方法的有效性。4.研究了具有量化和随机数据丢包的网络控制系统的H∞故障诊断问题。利用具有两个模态的Markov链来描述随机数据丢包现象,将网络控制系统建模成Markov跳变系统。通过构建残差产生器,将相应的故障诊断问题转化为H∞滤波器设计问题,通过构建Lyapunov泛函,提出了Hoo故障诊断滤波器的设计方法,使得故障诊断系统随机稳定的同时具有Hoo性能指标γ。数值仿真实例验证了算法方法的有效性。5.针对具有多重网络延时和量化的非线性网络控制系统,提出了H∞故障诊断滤波器和量化反馈控制器的设计方法。首先针对具有Markov时延、分布式时延和量化的网络控制系统,利用动态量化器对输出信号进行量化,设计了具有动态特性的H∞故障诊断滤波器,使系统出现故障时能快速检测到故障的存在。然后,在此基础之上,利用两状态故障模型方法描述传感器是否发生故障,并用转移概率部分未知的Markov链来刻画传感器故障开关矩阵之间的切换关系,通过构建Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了H∞量化反馈控制器的设计方法,使得非线性网络控制系统即使存在元器件故障的情况下,也能保持随机稳定并且具有H∞性能指标γ。通过一个质量弹簧系统和一个直流伺服电机系统验证了算法的有效性。