能量相位理论是研究高维非线性自治近可积哈密顿系统在扰动的作用下，未扰动系统的同宿或异宿轨道发生破裂之后的复杂动力学行为的一种全局摄动方法。该理论最早由Haller提出，用相位准则和能量准则来判定同宿于慢流形的多脉冲同宿轨道的存在性，其中相位准则度量一次脉冲跳跃的相位角，能量准则度量未扰动系统的同宿或异宿轨道破裂后其稳定流形和不稳定流形横截相交条件，从而判定系统存在多脉冲混沌运动，并给出多脉冲混沌运动发生的参数区间。本文将能量相位理论推广到高维非线性非自治动力系统，应用推广的理论深入研究了几类具有实际工程背景的高维非线性非自治动力系统可能产生的复杂运动，揭示了非自治系统多脉冲混沌运动产生的机理。　　本文首先分四个步骤来实现将能量相位理论推广到高维非线性非自治系统。第一步，通过引入新的变量将非自治系统转化为自治系统，探索未扰系统存在双曲不动点并满足共振条件时的几何结构;第二步，研究双曲不动点的稳定流形和不稳定流形上的轨线受扰后在横截面∑φ0的邻域N(ε0)内的动力学行为，发现扰动系统稳定流形和不稳定流形上的轨线离开邻域N(ε0)后会再次回到该邻域;第三步，比较稳定流形和不稳定流形上的轨线回到邻域N(ε0)的能量差，推导出N阶能量差分函数的解析表达式，N阶能量差分函数横截零点的存在性说明扰动系统稳定流形和不稳定流形横截相交，且存在N脉冲的同宿轨道;第四步，基于选定的横截面，定义Poincaré映射，依据Smale-Birkhoff同宿定理可知高维非线性非自治动力系统存在Smale马蹄意义下的混沌运动。　　其次将推广的能量相位理论应用于两类工程实际模型。第一类是非退化情形，薄板模型、非线性减震器模型和轴向运动梁模型，这类系统通常含有三次非线性刚度项。基于0∶1内共振关系，针对薄板模型的第一阶亚谐共振、非线性减震器的第一阶主共振和轴向运动梁的第二阶亚谐共振情形，将这类系统的无量纲动力学方程通过规范型理论和坐标变换简化为非自治近可积哈密顿系统的标准形式，分别从哈密顿扰动和耗散扰动两个方面研究了慢流形上的动力学行为，验证了多脉冲同宿轨道的存在性，给出了揭示多脉冲同宿轨道分岔规律的分岔图和脉冲图，以及时间初值对多脉冲同宿轨道和混沌发生的参数区间的影响，并数值模拟加以验证。第二类是退化情形，船舶模型和超临界输流管模型，这类系统通常含有二次非线性刚度项，基于1∶2内共振关系，针对船舶的第二阶主共振和超临界输流管的第二阶超谐共振情形，将这类系统的无量纲动力学方程简化为非自治近可积哈密顿系统的标准形式，能量准则依赖于作用量，判定了这类系统存在多脉冲同宿轨道，给出了混沌运动发生的参数区间，并数值模拟加以验证。