复杂系统,是指一类具有庞大性、混沌性、非线性等复杂属性的系统。复杂系统在自然界和人类社会中广泛存在,并发挥着重要的作用。气像、生态、经济系统等都是常见的复杂系统。对复杂系统的控制应用,无疑是极具意义的课题。
复杂系统拥有的复杂属性,使其难以通过常规途径实现有效控制。这不仅是由于复杂系统组成元素众多、元素互相作用关系密切(庞大性),常规控制途径需要不切实际的分析和干预能力;更为重要的是,复杂系统的发展不定向且不稳定(非线性和混沌性),微小的初始条件差异,或轻微扰动,都会经由连锁反应,随时间产生巨大的影响,使系统的发展偏离预测和操纵,也就是为人所熟知的蝴蝶效应。
早期复杂性科学与混沌科学,对复杂系统进行了研究,发现复杂系统并非毫无规律可循。包括现代计算机之父约翰·冯·诺依曼在内的科学家,提出利用复杂系统中的一些固有特性,例如一种被称为吸引子的特殊性质,可以为控制复杂系统提供机会。
利用相关思想,格里博格、迪特等人建立的早期混沌控制学,对复杂系统的控制做出了初步探索。早期混沌控制技术,以人为扰动或反馈控制等方式,降低混沌性,也就是蝴蝶效应的强度,或是将混沌性的不稳定影响,局限在一定范围内。著名苏联全国自动化系统工程,就被认为部分运用了早期混沌控制学技术思想。但是,这些技术均各自具有较大的局限性,或依赖较全面的观测分析,或依赖强大的干预系统,且往往只适用于特定且复杂性有限的系统,并不能很好地运用于实际目地。
(上述都是现实存在的)