随着控制科学、计算机科学以及通信科学的快速发展和融合,网络控制系统(Networked Control System,NCS)成为控制领域中的学者的研究热点。NCS是分布式的控制系统,具有传统的控制系统无法比拟的远程控制的优势。除此之外,NCS还有易于维护、便于调试的优点,是支撑现代社会运行的基础设施的重要组成部分。但是通信网络的引入也为控制系统带来了一些问题,如网络的丢包、时延问题,以及由网络安全导致的控制系统的安全问题。本文的工作内容如下。(1)现有的文献在处理网络的时延、丢包问题时,一般首先对时延和丢包特性进行理想性假设,然后基于这个假设来设计相应的控制算法。然而,无线网络控制系统(Wireless Networked Control System,WNCS)的时延和丢包特性较为复杂,这些假设对于WNCS而言显得过于理想化。本文基于认知控制思想,不对网络环境的时延和丢包特性进行理想性假设,而是在控制系统中加入认知控制器:认知控制器在感知-作用循环(Perception-Action Cycle)中学习产生认知作用(Cognitive Action)的策略,来调节无线网络的媒体接入控制(Media Access Control,MAC)层的重传次数上限和物理控制器(Physical Controller)的命令序列长度。本文以全向轮移动机器人为被控对象,通过比较加入了认知控制器的WNCS和使用固定配置的WNCS控制全向轮移动机器人跟踪正弦参考轨迹的控制性能,验证了基于认知控制思想设计的WNCS可以更好地应对无线网络环境的时延和丢包。(2)对于无线网络的干扰攻击(Jamming Attack)问题,本文基于认知风险控制(Cognitive Risk Control,CRC)思想,以三辆车组成的车队为研究对象,设计了搭载于第一辆车和第二辆车的CRC系统。在车队前进的过程中,任务切换控制模块根据感知器的输出信号、贝叶斯分类器的预测信息,输出切换信号。若任务切换控制模块判断不存在攻击,则接入认知控制器来调节发送无线信号的功率;否则接入运行着置信区间上界(Upper Confidence Bound,UCB)算法的模块来调节车车通信的信道。通过比较使用固定信道、随机信道、搭载了CRC系统的车队通过道路的仿真结果,验证了搭载CRC系统的车队可以更好地缓解干扰攻击对车车的速度差、追踪距离的影响。本文使用基于Matlab的True Time工具箱来对所设计的WNCS和CRC系统进行仿真。最后对全文的工作进行总结,对下一步的工作进行了展望。