网络化控制系统指通过串行通讯网络连接回路的控制系统，它是计算机技术、集成电路技术、网络技术和控制理论等多种技术综合的结果，由社会生活的实际需求而推动，随着科技的进步而发展。从广义上说，网络化控制系统包括由现场总线等各种网络组成的控制系统，但从狭义角度来看，它用于特指使用以太网/因特网连接的控制系统。网络的引入给网络化控制系统带来了很多的优点，但它的共享通信信道特性也产生了一些问题，如随机网络延时、数据乱序和丢包等。本文对网络化控制系统的设计与整定进行了研究。主要内容及结果如下：　　 (1)对于网络化控制系统的基本结构和通信协议进行介绍，并且阐述了它的主要应用即现场总线和工业以太网，此外，概述了中科院自动化所开发的NetCon系统，用于网络化控制系统的设计和实现。　　 (2)研究了网络化控制系统的仿真，提出了网络预测控制的简化算法，并在NetCon系统的基础上实现了实时仿真。网络化控制系统的仿真存在多种软件，如网络仿真软件OPNET和NS2，控制系统仿真软件Matlab和Scilab，以及把两者进行结合的Truetime和NetCon系统。NetCon系统可以进行网络化控制系统的实时仿真，因此在NetCon系统的基础上实现了网络预测控制及其简化算法，进行了实时仿真。　　 (3)研究了网络化控制系统的实现，在NetCon系统的基础上进行快速原型开发，完善网络化控制系统的标准开发流程，进行了基于本地/城域网/广域网的网络控制实验。网络化控制系统的建模、仿真和实现，组成了网络化控制的标准设计开发流程，它们都可以在NetCon系统上完成。然后，使用NetCon系统进行快速原型开发，得到过程控制系统的本地实现和网络实现，验证了流程的可行性。　　 (4)研究了网络化控制系统的最优整定，提供了网络化控制器参数整定的解决方案，并通过预先仿真以检验参数效果，保障系统正常运行。在Matlab外部接口基础上编写了Nclib网络通讯软件，然后与NetCon网络控制器通信，获取程序运行信息，最后根据损失函数计算出最优参数值，完成网络化控制系统的在线最优整定。此外，在把整定参数下载到控制器运行之前，通过预先仿真可以验证整定参数效果，从而保障网络化控制系统的正常运行。　　 (5)研究了网络化控制系统的事件驱动模型，在NetCon系统的基础上进行了建模和实现，并且对极大极小系统的全局优化算法进行了仿真和分析。对于事件驱动模式下的网络化控制系统，使用Stateflow建立有限状态机模型，利用Stateflow Coder在NetCon系统的基础上进行实现。此外，使用极大极小代数进行数学建模，对于极大极小系统的全局优化算法进行了仿真和分析。　　 论文最后对研究成果进行了总结并对未来工作进行了展望。