控制理论历经经典控制和现代控制,发展到今天的智能控制,控制对象日趋庞大,信息愈加繁多,控制算法也日趋复杂化,而囿于软硬件限制,传统控制系统能力有限,在处理大型复杂的系统分析和控制,运行复杂算法时,难免显得捉襟见肘。而近十年来,云计算、大数据在互联网领域蓬勃发展并日趋成熟,为处理复杂任务和海量数据提供了条件和方法。物联网(Internet of Things,IoT)也因此愈来愈热,并逐步落地实施。应用这些新的技术成果,控制理论焕发生机,云控制得以提出。为了挖掘云控制(Cloud Control System,CCS)中的问题,加快云控制的落地实施,本文从工程角度开展云控制系统研究及其实现。主要内容如下:●云控制概念。从控制和计算角度讨论了云控制的概念,包括“控制即服务”思想、云控制初级阶段和云控制阶段,探讨了云控制和云计算、边缘计算的联系,将边缘计算推广到云控制,提出边缘控制思想,丰富了云控制的内涵。●云控制初级阶段系统设计。工程技术关键在于解决实际问题,文中通过实验手段测试了云控制初级阶段在网络通信上的具体参数,并提出了简单的解决方案。文中将增量式PID控制算法应用于球杆系统,设计实现了球杆云控制系统,探讨了该解决方案的有效性和局限性。●子空间预测控制。应对更为复杂的系统和网络环境时,PID显得无力,文中尝试应用子空间预测控制解决该问题,一方面子空间预测控制只要求系统的输入和输出信息即可实现控制;另一方面其预测控制思想可以从理论上较大程度地解决较高网络时滞的问题。文章详细叙述了子空间理论和子空间预测控制方法,并应用于球杆云控制系统,探讨了子空间预测控制在解决较大网络时滞的有效性。●云控制服务平台架构。为了真正实现“控制即服务”思想的软件即服务架构,文末从整体架构层面提出了云控制服务四层架构,即管理层、服务层、网络层和边缘层,并附加监控和安全管理模块。该架构可作为后续云控制服务平台实施落地的参考。文末还给出一个云控制服务平台雏形,以加快云控制服务平台的开发研制。本文的研究成果对云控制的进一步研究有比较强的借鉴意义,探讨并解决了一些常见的问题,对于如何实现云控制系统有一定的示范和指导价值。