在现代生物学领域中,基因调控网络与其他生物系统(例如神经网络、蛋白质网络等)有着密切的联系;布尔网络可以很好地模拟基因之间的相互关系,因而在近几十年中被广泛用于生物系统的建模。布尔网络的可控性、镇定性是控制理论中重要的研究方向。本文利用矩阵半张量积理论研究了切换布尔网络的可控性、镇定性及切换信号序列的设计问题。主要工作如下:第一章概述了切换布尔网络的研究背景与研究现状,介绍了矩阵半张量积的定义及其相关性质,并利用该理论将(切换)布尔网络的动力学方程转化为等价的代数表达形式。同时,给出了全文内容的结构安排。第二章研究了切换布尔网络的可控性问题。利用三种不同方法给出了切换布尔网络可控的充要判据,并给出了相应的算法来判断其可控性。通过比较不同算法间的计算复杂度,分析了这三种方法的优劣之处。第一种方法虽然有最大的计算复杂度O(N~5),但这种判别方法包含了待设计切换信号序列的信息。第二种和第三种方法在一定程度上将计算复杂度降低至O(N~4),但它们不能提供切换信号的任何信息。将第三种方法稍做调整,就可以实现一种特殊的可控性判定。最后,通过两个算例说明了所建立算法的有效性。第三章主要研究了切换布尔网络镇定性的判定及切换信号序列的设计问题。利用Wallshall算法,通过确立一系列布尔矩阵找到了一个新的矩阵:切换镇定阵。利用该矩阵给出了判别切换布尔网络全局镇定的充要条件,并通过迭代思想给出了计算该切换镇定阵的算法。通过分析该算法的计算复杂度,可知该方法能够在一定程度上降低判别镇定性的计算难度,具有一定的实际意义。当切换信号的变化依赖于系统状态时,作者利用状态反馈增益矩阵给出了切换布尔网络可全局镇定的充要条件。但是由其不能逆推得到待设计的切换信号,因而作者将全局镇定问题用一个等价的图来描述,并给出了两个算法:宽度优先进树搜索和深度优先进树搜索。这两个算法不仅能得到待设计的切换信号序列信息,而且能在一定程度上降低时间复杂度。第四章对全文内容进行了总结,并对未来拟开展的研究工作进行了展望。