同时在网络控制系统中由于网络的介入，不可避免的带来了以下问题：

（1）信息的传输延迟，通常是随机的，而且常常是大于一个采样周期的。包括：等待网络空闲的时间，传输延迟，控制器节点的计算延迟，以及为了确认所需要的附加信息等。

（2）由于网络传输的不可靠性，网络控制系统还有丢失信息包的现象发生。

（3）受网络带宽和数据包容量的限制，多同道传输是不可避免的。

（4）并不是所有的传感器/ 执行器都能同时使用网络，这也就决定了除了控制算法外，还需要一个调度算法来决定在一个时刻哪个传感器/ 执行器可以通过网络送出/ 接收数据。一个原本的控制问题，现在变成一个控制问题和调度问题的耦合。进一步，有学者认为在网络控制系统中，控制、通信、计算三者在本质上是内在耦合的。

1.3 网络控制系统的基本问题

网络控制系统给控制领域带来极大利益的同时,也存在很多难以解决的问题。由于控制系统通过网络形成闭环控制,网络中存在的不确定因素必然给控制系统的分析和设计带来很多的困难。

1.3.1 网络调度

网络调度[6]是指确定网络节点发送数据的次序，发送时刻和时间间隔。这里所说的网络调度发生在网络用户层,或者网络传输层的上层。网络控制系统的调度问题粗略的讲就是根据一种调度算法,在任何时间,决定哪个消息发送顺序的一套规则来分配每个通讯实体的调度表。在NCS中,网络控制系统的性能不仅与控制算法的设计有关,同时与共享网络资源的调度有关。尤其是在目前网络资源十分有限的条件下,对NCS进行实时性调度分析更显得尤为重要。

网络调度又分为静态和动态调度。静态调度[7]是指在系统运行前就规定了传输顺序,其传输间隔是固定的,且在系统运行过程中不变,实际上就是离线调度,如令牌环使用的是静态调度。动态调度[8]是指在系统运行时动态决定数据发送优先级,因此传输间隔是时变的,各节点根据实际情况动态调整优先级,即在线调度,如CSMA就是一种动态调度。在网络资源有限的条件下,动态调度比静态调度更能有效利用网络。网络控制系统的调度研究,主要集中在一个节点多久可以传输一次信息,以及以多高的优先级传递信息,即信息的调度问题,而不是数据包如何更有效地从源端到达目的端以及路由拥塞后如何解决,这些问题涉及到路由算法和拥塞控制算法,应该在网络层进行解决。在许多实时系统中,一般采用RM和EDF两种调度算法来分配CPU的资源,然而对NCS网络调度这一课题来说,还是一个有待于进一步研究的领域。论文网

1.3.2 网络诱导时延

将通信网络引入控制系统，连接智能现场设备和自动化系统，实现了现场设备

控制的分布化和网络化，同时也加强了现场控制和上层管理的联系。但同时由于网

络的加入使得信息在传输过程中不可避免的存在时延[9]。

控制系统中网络的引入,使得NCS信息在传输过程中会产生时间延迟,我们称之为网络诱导时延[10]。网络诱导时延包括传感器至控制器时延和控制器至执行器时延以及控制器执行运算产生的时延。

在网络控制系统建模时,经常会讨论系统采样周期与网络诱导时延之间的数量关系问题。而在实际网络当中,网络诱导时延可能大于一个采样周期,也可能小于一个采样周期,关于网络诱导时延都有以下定义:

定义1.3.1:若网络诱导时延在区间[0  a]分布,且a≤T,则称这样的网络诱导时延为短时延[11]。

定义1.3.2:若网络诱导时延在区间[0  a]分布,且a≥T,则称这样的网络诱导时延为长时延。