随着控制、网络及通信技术在复杂控制系统中的发展与相互融合,网络化控制系统(Networked Control Systems,NCS)在自动化领域的研究变得尤为重要。传统控制系统因为网络的加入,使系统的控制性能得到扩展和增强,与此同时也存在使控制系统不稳定的因素,例如:网络延时、数据丢包、网络调度的问题等。因此,对网络化控制系统的研究具有非常重要的现实意义。控制领域中,控制器的设计一直是控制系统线性和非线性问题解决的重要方法。本文选用具有非线性特征的球杆系统作为控制对象展开研究。首先,在研究了球杆系统的装置结构以及数学模型的基础上,针对网络时延和丢包等不确定因素对控制系统性能的影响,研究借鉴生物免疫系统原理的PID控制器参数优化方法。一种是借鉴生物免疫反馈机制对PID参数进行在线自动调整的模糊免疫控制器;一种是采用人工免疫PSO算法优化的免疫控制器;一种是基于生物免疫机理,构造出一种与传统PID控制器完全不同的免疫控制器,即双因子免疫控制器,并采用人工免疫PSO算法对其免疫因子进行优化。本文分别采用MATLAB TrueTime2.0网络控制仿真平台和固高科技GBB2004球杆实时控制两种实验平台对三种控制器性能进行验证。仿真结果表明:在不同程度时延、丢包因素的网络环境下,系统中采用优化改进控制器的输出超调量和调节时间都要优于传统PID控制器,提高了球杆系统在网络环境下的鲁棒性和自适应性能,证明了优化后的控制系统有效性和可行性。