近年来,随着计算机网络的广泛使用和通信技术的迅猛发展,网络被越来越多地应用到控制系统中,从而产生了网络化控制系统。考虑到被控对象日益复杂、分布区域不断扩大,传统点对点控制系统的局限性如布线复杂、成本高昂、维护困难、可扩展性差以及难以信息共享等逐渐凸显出来。网络化控制系统在上述方面具有巨大的优势,但网络的特性也给控制系统带来了新的问题,例如网络诱导时延、数据丢包、数据包乱序、网络资源受限、量化等。网络化预测控制作为一种有效补偿网络诱导时延和数据丢包的方法,得到了广泛的关注和研究。然而,单纯的预测控制存在在线计算量大、带宽占用率高和易导致网络环境恶化的问题,尤其是在网络资源受限的控制系统中。因此,本文研究了如何设计、分析并改进网络化预测控制方法,从而更好地解决网络化控制系统中的问题。本文主要研究成果如下:首先,针对带有网络诱导时延和数据丢包的网络化控制系统,提出了一种事件触发网络化预测控制方案。假设系统状态不完全可测量,设计了状态观测器来得到系统状态的估计值。同时,为了减少反馈通道不必要的数据传输以节省网络带宽资源,设计了基于观测器的事件发生器。此外,设计了预测控制器用来根据得到的状态信息和控制量预测未来时刻的控制量。选择器选择适合当前时刻的控制量并通过执行器作用到被控对象上。最后,得到了系统渐近稳定的条件以及观测器和控制器参数的设计方法。其次,针对带有传感器饱和及执行器饱和的网络化控制系统,提出了一种H_￥事件触发网络化预测控制方案。设计了状态估计器来处理带有测量噪声和传感器饱和的状态估计问题。根据状态估计的误差变化设计了事件发生器,减少了反馈通道不必要的数据传输来节省网络资源。此外,设计了基于缓存器的事件触发预测控制器来补偿网络中的时延,同时也提高了前向通道的带宽利用率。通过求解一组线性矩阵不等式,得到了闭环网络化控制系统渐近稳定的充分条件,同时使系统获得期望的H_￥性能指标。然后,针对带有时延和丢包的网络化控制系统,研究了传感器网络节点和控制器节点时钟非同步下的变增益网络化预测控制问题。根据切换系统理论得到了系统渐近稳定的充分条件并以矩阵不等式的形式给出。考虑到非线性矩阵不等式不能直接求解的问题,采用锥补线性化的方法将非线性矩阵不等式转化为线性不等式,然后求解带约束的优化问题来得到控制器参数。通过将变增益预测控制方案的控制效果与本地控制方案以及传统固定增益预测方案的做对比,证明了所设计方案能获得更接近本地控制的效果。最后,为了验证理论研究成果在实际应用中的有效性,搭建了网络化控制实验平台。该实验平台由Googol公司的直线倒立摆和中国科学院自动化研究所的NetCon系统组成。将倒立摆作为网络化预测控制系统的被控对象,一台网络化控制器与倒立摆相连作为传感器和执行器,另一台网络化控制器作为远程控制器实现控制计算功能。通过实验结果比较了不同算法下的控制效果并验证了网络化预测控制方法在实际应用中的有效性。