《中国制造2025》的全面启动,以及“制造业+互联网”公共平台的推广和使用,使得无线传感器网络(WSN)技术应用到工业界形成一个新的研究领域。工业无线传感器网络(IWSN)主要用于监控工业过程,协作工厂管理,减少一些不必要的浪费。同时它采集关键数据,用于优化企业生产流程,从而提高生产效率,为企业获得更大的效益。准确数据的获取起着关键性作用,本文考虑工业信息同步采集的关键问题—时钟同步问题。考虑IWSN应用对于高性能时钟同步算法的需求,以及现有WSN时钟同步算法在收敛速度、同步误差以及网络扩展性等性能指标上不能兼顾的缺点。本文以网络控制理论为基础,设计一个状态解耦的观测模型。然后根据分离原理机制,分别设计了龙伯格观测器和输出反馈模型预测控制(MPC)控制器,建立一种分布式时钟同步控制算法。它提高时钟同步算法的抗干扰能力,加快同步收敛速度,并且量化同步误差。本文做出的主要贡献有:1)从网络控制观点出发,建立基于标准时间的绝对时钟状态空间模型,摆脱节点间的状态耦合和控制耦合。建立基于输出反馈模型预测控制时钟同步方法,将时钟同步问题转化为标准时钟定点追踪问题,实现不依赖于网络传输控制信息的分布式控制,提高时钟同步算法对网络结构的鲁棒性和对于大规模网络的适应性;2)为降低系统在线计算复杂度,以概率观点对高斯噪声进行边界化,对于超出边界的情况进行异常处理,保证最优控制问题是可行的;针对正定不变集合,提出了一种以状态解耦的龙伯格观测器作为理论计算工具计算近似正定不变集合的替换性方法,实现了时钟同步控制方法的在线计算;3)以名义系统为输出反馈MPC控制策略的基础,本文采用反馈控制策略和控制集合理论,通过计算误差正定不变集量化分析扰动系统状态、估计系统状态和名义系统状态之间的误差边界,并且证明时钟同步控制算法具有指数收敛性能。