反应扩散动态网络系统能够描述很多现实问题,例如:飞行器表面温度传导、污水排放扩散、神经传导以及基因产物扩散等。与一般网络系统不同的是,反应扩散动态网络系统的状态不仅与时间变量相关,还与其本身所处的空间位置相关。本论文以反应扩散神经网络和反应扩散基因调控网络为研究对象,设计控制器和估计器来实现反应扩散动态网络系统的同步及状态估计。具体研究内容大致分为五部分,概括如下:1.研究了一类具有参数不匹配的混合耦合反应扩散神经网络准同步问题。首先,针对系统准同步控制问题设计了时间空间采样控制器和时间采样控制器。其次,基于Lyapunov-Krasovskii泛函（Lyapunov-Krasovskii Functional,LKF）理论和改进的Halanay不等式得到了系统准同步判据,并利用激活函数划分法得到了更为优越的准同步判据。三个数值算例验证了理论结果的有效性,一个仿真实例证明了系统在图像加密方面的实用性。2.研究了具有参数跳变和分数布朗运动的耦合反应扩散神经网络准同步问题。首先,构造了具有参数跳变和分数布朗运动的反应扩散神经网络模型,其中参数跳变是参数不匹配的另一种情况:当系统状态超过某一阈值时,其参数发生改变,这使得驱动-响应系统的参数不匹配更一般化。其次,设计了一个空间采样控制器,并基于随机理论和不等式引理得到了系统准同步判据。3.研究了耦合反应扩散基因调控网络状态估计问题。首先,构建耦合反应扩散基因调控网络来模拟基因产物间的耦合特性,并针对系统的反馈调控函数给出一种新的处理方法,此方法能够提高调节函数的时滞上界。其次,设计了一个时间空间采样状态估计器,并推导出估计误差系统的稳定判据。数值算例验证了理论结果的有效性和优越性。4.研究了反应扩散基因调控网络的集群同步问题。针对系统的定义域在高维空间设计了一个间歇空间划分控制器,其结合了时间间歇控制和空间划分测量方案,能够使控制器适用高维空间,并且节省有限的网络通信资源。基于LKF和Halanay不等式得到了系统集群同步判据。数值算例分别从一维和二维空间证明了控制器设计的可行性。5.研究了具有不确定参数的反应扩散神经网络状态准估计问题。基于一个新的时间空间采样数据方案,针对定义域是二维空间的系统设计一个新的状态估计器。具体的空间采样策略是:针对系统的空间定义域建立一个坐标系,将两个坐标轴划分为有限的采样区间,并在每个采样区间内选取合适的采样点。此方案在保证完成状态估计的同时能够减少空间采样点的数量,从而减少传感器的数量。数值算例证明了该方案的有效性,并说明了其优势和劣势。