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在系统生物中,学习和模拟基因调控网络是一个非常重要的课题.而在1979年,Kauffman第一次提出用布尔网络模拟基因调控网络.布尔网络能够根据其实际环境,从不同的角度出发,抽象为相互作用的节点.到目前为止,对布尔网络的理论研究已经取得了很大的结果,对探索生命活动的机理和疾病治疗发挥了巨大的作用.在布尔网络中,每个基因在离散时间t=0,1,2,…的表达被赋予两种状态:表达(1)或者不表达(0),每一个在t+1时刻的状态变量由与之相邻在t时刻的状态变量所决定.因此布尔网络是一个离散的逻辑系统.而研究这类系统的数学工作相对缺乏,本文利用半张量积这个工具,将离散的逻辑系统转化为普通的离散动态系统,因此可以将很多已有的控制理论的知识运用到布尔网络中.论文的主要内容及创新点如下: 第一章作为预备知识,介绍了半张量积的定义和性质,逻辑函数的矩阵表示和布尔网络的代数表达式. 第二章研究了布尔网络的干扰解耦问题.首先证明了一般的牵制控制点选择方法:任意选择牵制控制点和基于度选择控制点在处理布尔网络的干扰解耦问题是不可行的.基于此我们提出了一种新的方法基于秩条件的牵制控制点选择算法,设计了基于秩条件的牵制状态反馈控制器和输出反馈控制器,并且给出了控制器的个数范围.然后把结果应用到细胞凋亡网络中.另一方面,我们设计了事件驱动干扰解耦控制器.基于冗余变量分离方法,找到驱动条件并且提出了两个有效的算法设计事件驱动控制器.最后我们分析动态-代数布尔网络的干扰解耦问题,设计出了所有的状态反馈控制器和输出反馈控制器.在此基础上我们分析了当函数发生摄动时,控制器的鲁棒性问题,并且把结果应用到大肠杆菌乳糖操纵子模型中. 第三章研究了布尔网络的鲁棒输出控制不变集.一方面假设对任意给定的集合和控制器,得到一个充要条件判断给定的集合是否为鲁棒输出控制不变集.另一方面对给定的集合,设计输出反馈控制器使得该集合是鲁棒控制不变集. 第四章研究了动态-代数布尔网络的函数摄动对拓扑结构的影响。首先我们讨论了在函数摄动下,动态-代数布尔网络的状态转移矩阵如何变化.然后在保证局部解唯一的前提下分析了当函数摄动分别发生在静态方程和动态方程时,拓扑结构的变化. 第五章研究了动态-代数布尔网络的标准化问题.首次提出了动态-代数布尔网络新的代数表达式,基于此我们研究了动态-代数布尔网络的标准化问题,弱化了标准化条件.在此基础上研究动态-代数布尔网络的可解性和解唯一性问题. 第六章研究了动态-代数布尔网络的可控性问题.基于第五章得到的标准化条件,我们定义了更低维数的可控性矩阵,得到了可控的充要条件.