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网络控制系统(NCS)与传统点对点结构的控制系统相比,具有信息资源能够共享、连线少、系统易于扩展和维护、可靠性和灵活性高等优点,但同时也存在时延、丢包、多包传输等问题。基于上述原因,研究网络控制系统的建模和控制具有现实的意义。在利用网络带来方便的同时,网络自身存在的问题也显现出来,网络拥塞就是目前网络研究的一个棘手问题,而主动队列管理(AQM)又是拥塞控制的研究热点。本文对网络控制系统和AQM进行了如下研究:首先介绍了网络控制系统存在的一些基本问题,之后简述了网络控制系统的混杂控制和拥塞控制中AQM的研究进展。然后给出了网络控制系统的一类数学模型,在这个数学模型的基础上,以连续调速的双罐系统为被控对象,利用混合逻辑动态(MLD)对存在时延和丢包的网络控制系统进行了建模,并设计了预测控制器;以分级调速的双罐系统为被控对象,利用层次结构模型对存在时延和丢包的网络控制系统进行了建模,并设计了有限预知控制器。利用TrueTime建立网络控制系统的仿真模型,在有时延和丢包的情况下,通过仿真验证了本文设计的控制器可以实现较好的控制效果。最后在研究TCP/AQM模型的基础上,针对Smith预估器对被控对象模型精度要求高的问题,基于一种改进型Smith预估器设计了AQM算法,这种算法对被控对象的模型精度要求低、鲁棒性较好,通过NS2仿真验证了本算法较Smith-PI算法能够起到更好的控制效果;考虑到时间最优控制的快速响应特性较好,而当控制系统接近稳定的时候PID控制器具有较好的控制作用,结合二者的优点设计了一种基于时间最优和PID控制器切换的AQM算法,通过NS2仿真证实该算法可以比PID控制器更快地逼近期望队列长度,有效地缩短调节时间、降低缓冲区溢出的几率。