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具有周期采样，随机采样，多速率采样和事件触发采样的采样数据系统广泛存在于实际的工程系统之中。此外，由于网络带宽有限，网络连接状态不稳定以及数据包容量限定等通讯限制，网络化系统中经常发生数据丢失、饱和、量化和信道衰落现象，这些现象会严重恶化系统的性能并给网络化系统的分析和综合问题带来挑战。因此，在采样数据系统的控制、滤波和信息融合问题中考虑采样方法和通讯受限因素的影响，发展通讯受限下采样数据系统的控制、滤波和信息融合理论是一个极具应用前景和理论价值的研究课题。
本文讨论通讯受限情形下采样数据系统的控制、滤波和信息融合问题。本文的主要研究内容分三部分。第一部分研究具有随机采样周期的采样数据系统的状态反馈控制问题并同时考虑信号量化和控制器饱和的影响。第二部分针对具有随机传输功率传感器和中继器、时间相关衰落信道和多种采样方式情形的采样数据系统，研究其状态估计和信息融合问题，提出新的递归滤波器和融合估计器的设计方法。基于第二部分的状态估计方法，第三部分研究具有多种采样方式的采样数据系统基于观测器的输出反馈控制问题，同时尝试将理论研究的成果应用于电动车的偏滑角控制中。具体而言，本文的具体研究内容如下：
研究具有随机采样的采样数据系统的量化/饱和控制问题。考虑采样数据系统的采样误差服从Erlang分布的情形。首先将连续时间系统转化为等价的离散时间系统。然后提出合流范德蒙矩阵的方法将离散时间系统中的矩阵指数函数转化为易于处理的形式。最后利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式方法，设计使采样数据系统随机稳定的量化和饱和控制器。
研究具有放大-转发中继器的采样数据系统的鲁棒递推滤波问题。利用范数有界的矩阵刻画系统的不确定参数。用一个放大-转发中继器将传感器的测量转发给滤波器。用服从特定概率分布的随机变量描述传感器和中继器的随机传输功率。首先利用平均传输功率，构造新的滤波器。然后在存在不确定参数和随机传输功率情形下，得到滤波误差协方差的上界。通过最小化得到的上界，设计满足要求的滤波器参数。最后，讨论滤波误差的有界稳定性。
考虑具有时间相关衰落信道的采样数据系统的鲁棒递推滤波问题。传感器接收到的测量通过一个时间相关衰落信道传输给滤波器。衰落信道的信道参数根据一定的动态方程演化，具有时间相关特性。通过引入一个新的变量，构造一个扩张系统同时反映系统状态和衰落信道的动态特性。然后设计可在线计算的递推滤波器。进一步，得到不确定参数和时间相关衰落信道情形下滤波误差协方差的一个上界。最后利用配方法，设计滤波器参数矩阵使得上界最小。
考虑具有时间相关莱斯衰落信道和周期采样的随机不确定采样数据系统的融合估计问题。利用一组服从高斯分布的随机变量刻画系统的不确定参数。传感器和滤波器通过时间相关的衰落信道进行数据传输且衰落信道的信道参数根据受一步相关噪声影响的动态方程进行演化。引入一组同时反映系统状态和信道参数的动态特性的辅助变量分析时间相关衰落信道的影响。构造一组新的局部滤波器并验证局部滤波器的无偏性。进一步，设计局部滤波器参数使得局部滤波误差协方差取得最小值。接下来，得到局部估计之间的交互协方差。基于局部估计，局部滤波误差协方差和局部估计之间的交互协方差，利用加权线性二次融合方法得到融合估计。
分析在随机非线性和有色测量噪声影响下不确定多速率系统基于事件触发的融合状态估计问题。提出新的扩张方法将具有随机非线性和不确定参数的多速率采样数据系统转化为单速率系统。为了消除有色测量噪声的影响，建立了具有不相关测量噪声的测量模型。基于建立的测量模型，构造一组基于局部事件触发机制的滤波器并得到滤波误差协方差的上界。利用拉格朗日乘数法，设计滤波器参数使得滤波误差协方差的上界最小。利用协方差交叉融合方法，提出新的融合策略并验证所提出融合算法的一致性。
讨论基于事件触发机制的具有用户数据报通信协议的时变系统有限时间域H∞控制问题。为了节约能量，采用一个事件触发机制管理传感器-估计器信道的信号传输。在不可靠的控制器-执行器信道采用用户数据报协议。本章的主要目的是设计基于观测器的控制器使得当存在事件触发机制和用户数据报协议时，系统在有限时间域上满足预先给定的H∞性能指标。利用配方法和倒向黎卡提方程技术，首先建立满足要求的事件触发H∞控制器存在的充分条件。然后利用广义逆技术设计了控制器参数。
研究基于动态事件触发的带有车载视觉系统电动车的偏滑角非脆弱H∞控制问题。将电动车的偏滑角、偏航率、横向偏移量和航向角作为状态变量，为带有车载视觉系统的电动车建立线性动态模型。为了减少信号传输中的能量消耗，采用动态事件触发机制决定传感器和电动车控制器之间的信号是否被传输。本章的主要目的是设计非脆弱的事件触发控制器使得控制器参数存在误差时，电动车的状态变量是渐进稳定且满足预先给定的H∞性能指标的。利用李雅普诺夫理论，建立满足要求的控制器存在的条件且通过求解矩阵不等式设计了控制器参数。
本文讨论通讯受限情形下采样数据系统的控制、滤波和信息融合问题。本文的主要研究内容分三部分。第一部分研究具有随机采样周期的采样数据系统的状态反馈控制问题并同时考虑信号量化和控制器饱和的影响。第二部分针对具有随机传输功率传感器和中继器、时间相关衰落信道和多种采样方式情形的采样数据系统，研究其状态估计和信息融合问题，提出新的递归滤波器和融合估计器的设计方法。基于第二部分的状态估计方法，第三部分研究具有多种采样方式的采样数据系统基于观测器的输出反馈控制问题，同时尝试将理论研究的成果应用于电动车的偏滑角控制中。具体而言，本文的具体研究内容如下：
研究具有随机采样的采样数据系统的量化/饱和控制问题。考虑采样数据系统的采样误差服从Erlang分布的情形。首先将连续时间系统转化为等价的离散时间系统。然后提出合流范德蒙矩阵的方法将离散时间系统中的矩阵指数函数转化为易于处理的形式。最后利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式方法，设计使采样数据系统随机稳定的量化和饱和控制器。
研究具有放大-转发中继器的采样数据系统的鲁棒递推滤波问题。利用范数有界的矩阵刻画系统的不确定参数。用一个放大-转发中继器将传感器的测量转发给滤波器。用服从特定概率分布的随机变量描述传感器和中继器的随机传输功率。首先利用平均传输功率，构造新的滤波器。然后在存在不确定参数和随机传输功率情形下，得到滤波误差协方差的上界。通过最小化得到的上界，设计满足要求的滤波器参数。最后，讨论滤波误差的有界稳定性。
考虑具有时间相关衰落信道的采样数据系统的鲁棒递推滤波问题。传感器接收到的测量通过一个时间相关衰落信道传输给滤波器。衰落信道的信道参数根据一定的动态方程演化，具有时间相关特性。通过引入一个新的变量，构造一个扩张系统同时反映系统状态和衰落信道的动态特性。然后设计可在线计算的递推滤波器。进一步，得到不确定参数和时间相关衰落信道情形下滤波误差协方差的一个上界。最后利用配方法，设计滤波器参数矩阵使得上界最小。
考虑具有时间相关莱斯衰落信道和周期采样的随机不确定采样数据系统的融合估计问题。利用一组服从高斯分布的随机变量刻画系统的不确定参数。传感器和滤波器通过时间相关的衰落信道进行数据传输且衰落信道的信道参数根据受一步相关噪声影响的动态方程进行演化。引入一组同时反映系统状态和信道参数的动态特性的辅助变量分析时间相关衰落信道的影响。构造一组新的局部滤波器并验证局部滤波器的无偏性。进一步，设计局部滤波器参数使得局部滤波误差协方差取得最小值。接下来，得到局部估计之间的交互协方差。基于局部估计，局部滤波误差协方差和局部估计之间的交互协方差，利用加权线性二次融合方法得到融合估计。
分析在随机非线性和有色测量噪声影响下不确定多速率系统基于事件触发的融合状态估计问题。提出新的扩张方法将具有随机非线性和不确定参数的多速率采样数据系统转化为单速率系统。为了消除有色测量噪声的影响，建立了具有不相关测量噪声的测量模型。基于建立的测量模型，构造一组基于局部事件触发机制的滤波器并得到滤波误差协方差的上界。利用拉格朗日乘数法，设计滤波器参数使得滤波误差协方差的上界最小。利用协方差交叉融合方法，提出新的融合策略并验证所提出融合算法的一致性。
讨论基于事件触发机制的具有用户数据报通信协议的时变系统有限时间域H∞控制问题。为了节约能量，采用一个事件触发机制管理传感器-估计器信道的信号传输。在不可靠的控制器-执行器信道采用用户数据报协议。本章的主要目的是设计基于观测器的控制器使得当存在事件触发机制和用户数据报协议时，系统在有限时间域上满足预先给定的H∞性能指标。利用配方法和倒向黎卡提方程技术，首先建立满足要求的事件触发H∞控制器存在的充分条件。然后利用广义逆技术设计了控制器参数。
研究基于动态事件触发的带有车载视觉系统电动车的偏滑角非脆弱H∞控制问题。将电动车的偏滑角、偏航率、横向偏移量和航向角作为状态变量，为带有车载视觉系统的电动车建立线性动态模型。为了减少信号传输中的能量消耗，采用动态事件触发机制决定传感器和电动车控制器之间的信号是否被传输。本章的主要目的是设计非脆弱的事件触发控制器使得控制器参数存在误差时，电动车的状态变量是渐进稳定且满足预先给定的H∞性能指标的。利用李雅普诺夫理论，建立满足要求的控制器存在的条件且通过求解矩阵不等式设计了控制器参数。