利用复杂系统结构信息对系统进行设计和综合是大系统理论研究的热点问题之一。由于大系统的结构关联复杂，给系统的设计和综合带来了很大的困难，因此该问题的研究对大系统理论的发展具有十分重要的意义。目前这方面已有很多研究成果，但其中关于结构变化情况下系统的关联镇定问题及系统结构信息处理问题的研究尚不完善，且有待于形成系统化的理论体系。本文从复杂系统结构变化、结构信息处理与控制设计的角度，研究了复杂大系统的有机结构控制理论，对该理论在互联电力系统AGC中的应用进行了尝试。其主要工作有以下几个方面： 系统地进行了复杂大系统的结构与控制方面的综述性研究。从系统的特殊结构形式及系统的结构变化两个角度综述了大系统的结构与控制规律的研究成果，指出了这一领域中还需进一步探讨的问题。 对Siljak提出的有机结构控制概念进行了扩充。增加了大系统结构扩展情况下即在原有结构的基础上加入了新结构的情况下关联镇定的概念，定义了系统结构扩展时的关联稳定性，系统地列出了有机结构控制理论要解决的基本问题，使该理论得到了进一步的完善和系统化。 提出了扩展结构大系统的有机结构控制方法。采用线性矩阵不等式(LMI)方法解决了此类系统的关联镇定和鲁棒关联镇定问题。文中首先基于Lyapunov稳定性理论推导了一类扩展结构大系统可关联镇定的充分条件，并给出扩展结构的分散镇定控制器的设计方法。其次，根据互联和结构的不确定性，推导了此类系统鲁棒关联镇定的LMI条件，给出了该条件下控制器的设计方法。 研究了有机结构控制方法在电力系统AGC中的应用。首先根据多区域互联电力系统特点及其分散自动发电控制(AGC)的控制要求，建立了偏差形式的多区域互联电力系统状态空间模型；然后分别研究了三区域互联电力系统AGC的有机结构控制方法、具有多控制器的电力系统．AGC的可靠镇定方法以及扩展结构的互联电力系统AGC的有机结构控制方法。研究可知有机结构控制的设计方法，不但能够保证电力系统AGC的正常运行，而且可使系统具有较好的控制性能，是一种方便实用的设计方法。 研究了一类互联电力系统在三种情况下的鲁棒关联稳定性分析问题。即在不确定结构扰动下的鲁棒关联稳定问题、具有不稳定子系统的互联电力系统在某些互联固定情况下的部分鲁棒关联稳定性问题以及具有不确定参数的互联电力系统的鲁棒关联稳定性问题。利用Lyapunov稳定性分析方法及范数、特征值的性质提出了一种鲁棒关联稳定性分析的新方法，通过该方法可以得到关联稳定条件下不确定参数的鲁棒界。从系统结构信息约束的角度研究了基于特殊重叠分解的多区域特殊结构(链型、环型和星型结构)互联电力系统AGC的有机结构控制设计问题，提出一种能改善特殊结构互联系统鲁棒分散控制性能的有机结构控制方法。研究结果表明在设计时适当考虑系统的重叠可以改善系统的控制性能。该研究结果为复杂系统的控制设计提供了一个新思路。 研究了基于包含原理的重叠结构分解方法对系统有机结构控制性能的影响。以重叠互联电力系统的AGC为背景，用四种不同的分解方法对系统进行处理后，对其进行有机结构控制设计。仿真研究表明，选择不同的重叠结构分解方法所得到的控制性能和鲁棒性能是相互制约的，在设计时对于它们的选择应该折中考虑。 最后，对全文进行了总结，指出了今后研究的方向。