实验室简介：

复杂系统与复杂性科学被国内外许多科学家认为是21世纪科学发展的前沿，它是现代社会和高技术发展的需要，也是系统科学与控制理论的基础研究所面临的重大挑战。深入分析和理解复杂系统的特征，研究其量化、建模与控制将对我国经济与国防现代化建设起到重要作用。

随着科学技术的飞速发展和人类知识的急剧膨胀，人们所遇到和处理的实际系统越来越复杂，例如抛物面天线、雷达阵、空间机器人、大型电力系统、大规模网络的信息传输和接收过程等。这些复杂系统存在高度非线性、随机性、无穷维、强耦合、多层次和不确定性等问题，这些问题制约了系统与控制理论的发展。因此急需发展新的理论与方法解决复杂系统的控制与优化问题。基于此，我们组建了“复杂系统的控制与优化”湖南省高校重点实验室，在复杂系统的稳定与控制、图与超图理论及应用、最优化理论与算法设计三个方向开展研究，以期在复杂系统的控制与优化问题研究上取得理论突破，并将理论成果进行模拟实验，进而开发应用性软件，服务于生产实际。

在系统控制方面，随着国民经济与社会的飞速发展，人们所面临的实际系统越来越复杂，复杂系统的稳定与控制是数学与控制领域的重要研究方向，具有极大的挑战性。针对实际问题，利用数学理论建立复杂系统模型，通过研究复杂系统解的稳定性与控制问题，建立其稳定与镇定控制的新理论与新方法，实现复杂系统的稳定与控制，并将理论成果应用于复杂网络、人工智能与大数据的研究，这对实现交叉学科的创新融合以及国民经济发展有着重要意义。

随着计算信息科学和复杂网络等学科的发展，离散系统成为重要的研究对象，图与超图理论是处理离散结构的重要工具和数学研究的重要方向和处理信息科学的有效方法。该方向将研究图和超图的理论及其应用，主要研究图与超图的结构不变量、代数不变量和拓扑不变量及其它们之间的关联，研究基于图与超图不变量的复杂系统的构建和优化问题，并将理论研究成果应用到理论化学、信息科学等学科或实际问题之中，为大数据科学、理论化学和药物优化等提供可能的数学理论。

在复杂系统中存在大量难以计算的最优化问题，特别在计算机信息处理技术中更为明显，此类问题的解决成了信息科技进步的主要瓶颈，这方面的理论突破显得非常急迫。基于当前的实际需求，主要将研究生产实际中优化问题的数学模型，对模型进行复杂性结构的理论分析，在理论结构分析的基础上设计快速有效算法并进行算法的性能分析，进而开发应用性软件，服务于生产实际。

主要研究方向：

1.  复杂系统的稳定与控制

2.  图与超图理论及应用

3.  最优化理论与算法