网络控制系统是由计算机网络组成的实时闭环反馈控制系统，是集成计算机、通信和控制理论的新兴交叉研究领域。相对于传统的点对点控制系统，网络控制系统便于实现资源共享、远程操作和控制，且可靠性高、易于维护。但网络传输过程中存在的数据传输时延和丢包，不仅会对网络控制系统的分析带来了困难，还严重影响系统的动态性能。本文对网络控制系统的时延预测和补偿控制问题进行研究，取得了如下成果：1、建立了网络时延模型并对时延进行预测。分析了网络时延产生的原因和组成，通过实验获取实际网络系统的时延分布并建立了网络时延数学模型。基于建立的网络时延模型分别采用LMI、小波神经网络和支持向量机进行时延预测，对预测结果进行了分析和比较。2、提出了网络控制系统混合时延补偿控制策略。将时延预测值作为控制器输入，针对时延长度的不同选择不同的控制策略：对小时延网络控制系统采用Fuzzy-PID方法进行时延补偿，对大时延网络控制系统采用改进的JGPC方法进行时延补偿。仿真结果表明所提出的混合时延补偿控制策略能有效提高补偿效果、改善系统的稳定性。3、为了减少对时延预测精度的依赖，提出了改进的混合时延补偿控制方法。该方法不需要对时延进行预测，无需不断切换控制器。仿真结果验证了改进的混合时延补偿方法的鲁棒性。4、采用Smith预估器对网络时延进行预估补偿控制。假定被控对象已知，针对非线性网络时延，提出了自校正Smith预估器对时延进行补偿。根据预测时延调整Smith预估模型中的预估时延，能够实现对时延的完全补偿。5、设计了改进的Smith预估器时延补偿控制方法。采用双端Smith预估结构，并将MRAC作为模型失配时的调整控制器，实时保证Smith预估模型与实际模型的匹配。仿真结果表明基于改进的Smith预估器时延补偿控制不受时延预测精度的影响，具有更好的动态性能。