对许多自然发展和形成的复杂控制系统,如生物系统、社会系统和管理系统,他们所显露出的一个明显的基本特征是其子系统具有相似结构。这类系统在其发展过程中,需要适应外界环境,并力求以最佳状态行动,故应是“自寻最优地”逐步演化而形成其结构。在工程中,也广泛存在具有这类结构的控制系统。如何对这类系统进行必要的描述和控制,揭示其作用机理,是复杂系统理论研究中的一个重要的子课题。本文针对一类具有相似结构的复杂控制系统分别在描述和控制两方面做了一些探讨。研究结果表明,相似结构具有简化系统分析计算和控制器设计的功能。具有相似结构的复杂控制系统的动态行为主要由相似参量和一个起主导作用的子系统的信息决定。全文概述如下:第一章简单介绍了本文研究的背景,对相似控制系统进行了详细的数学描述,并例举了许多实例说明了相似结构存在的广泛性;第二章研究了具有相似结构的复杂控制系统的状态反馈鲁棒镇定问题。分别在不确定性满足匹配条件和不满足匹配条件的情形下,讨论了鲁棒控制器的设计问题。从中可以看出相似结构在分析和设计过程中所起的作用。在这一章里,我们还讨论了相似参量的具体算法和工程上最易实现的线性鲁棒分散控制器的设计问题。第三章研究了具有相似结构的复杂控制系统的输出反馈鲁棒镇定问题。一般情况下,由于输出反馈只能利用系统的部分信息,所以相应的鲁棒输出反馈控制器设计较为困难。但是,通过这一章的工作可以看出,相似结构简化了鲁棒输出反馈控制器的设计。第四章研究了具有相似结构的复杂控制系统的状态观测器的设计问题。由于相似结构的存在,系统的鲁棒状态观测器和自适应机构的设计过程得以简化。第五章研究了两个相似复杂控制系统的鲁棒输出跟踪问题。这一问题是以大系统模型集结为背景提出的。结果表明,相似结构使跟踪问题更易实现,跟踪效果也好。全文最后对相似复杂控制系统的研究所存在的问题做了进一步的说明。