随着计算科学与信息技术的进步,基因调控网络在过去数十年里得到了广泛的关注和迅猛的发展,对探索生命机理和疾病起因、药物设计等发挥了巨大作用。研究基因调控网络的构成及动力学机制有着非常重要的理论意义和应用价值,并已成为生命信息学和生物医学中最具挑战性的前沿课题之一。本文以非线性随机理论和计算机仿真技术为基础,重点讨论时滞、随机干扰、非线性相互作用以及参数不确定性对基因调控网络的影响,研究基因调控网络的建模以及控制器设计问题,主要工作概述如下：首先,在对基因调控网络的生物学机理进行深入分析的基础上将固有物理化学反应造成的内部干扰看作依赖于状态的随机过程,并充分考虑网络中外部噪声、时变时滞、结构不确定性及非线性作用等不可避免的因素,建立更能反映实际基因调控网络的随机微分方程模型。其次,针对具有时变时滞和随机干扰的标称基因调控网络,基于Lyapunov稳定性理论,考虑到时变时滞、时滞上下界以及它们的差之间的相互关系,应用改进型自由权矩阵方法获得基因调控网络的时滞相关有界实条件,然后利用不等式变换方法将H∞控制器设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)求解问题,提出一种有效的基因调控网络无记忆状态反馈H∞控制器设计方法,并拓展得到相应的时滞相关稳定性判据。最后,针对具有时变时滞和随机干扰的不确定基因调控网络,构建合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,通过引入自由权矩阵,分别采用改进的不等式变换方法和锥补偿迭代(CCL)方法讨论基因调控网络的鲁棒镇定控制和鲁棒H∞控制问题,提出两种可行的带记忆状态反馈鲁棒镇定器与鲁棒H∞控制器设计方法。