大系统的运行状态直接关系到经济发展、社会进步、人民生活、国家安危、世界稳定、生态环境等重大问题。在目前全球面临着人口、经济、社会、环境、资源的发展严重不协调的形势下，研究和把握各个领域、各种层次的大系统的动态运行机制，构建其协同模型体系，保证各个大系统之间以及大系统中各个环节之间的高效、稳定、协同发展是实现全球可持续发展进程中的一个具有现实意义的重要课题。论文将大系统作为主要研究对象，以人口-经济-社会-资源(能源)-环境的可持续协调发展为主线，从学科交叉的角度采用控制论、协同学、熵理论等作为研究的理论基础，通过构建大系统中物质流、能量流与信息流的协同形成机制、协同实现机制以及协同评价机制研究了复杂大系统协同演化的一般规律。论文主要开展了以下5个方面的研究工作，并取得了一些有意义的研究成果。(1)尝试性地将广义热力学中的“势”、“阻”、“(火用)”等概念运用于大系统中物质流、能量流和信息流的流动网络结构及其流动过程中基本特性的研究与分析，建立了物质流、能量流和信息流的递阶层次网络结构。认为物质流、能量流和信息流具有流通性、层次性、相关性和“(火用)”特性等基本特性。并在此基础上给出了大系统中物质流、能量流和信息流的一般数学描述；(2)运用协同学理论，耗散结构理论等自组织理论以及系统的有序性来分析大系统中物质流、能量流和信息流之间的协同关系和协同机理。认为推动系统从无序向有序、从低级有序向高级有序演化的内外动力(内外原因)都与物质流、能量流与信息流有关，其外部动力(外部原因)是系统与外界环境之间的物质流、能量流与信息流的相互流动，而内部动力(内部原因)是系统内部各元素、各环节、各子系统之间的物质流、能量流与信息流的相互流动。通过信息流支配下形成的物质流、能量流与信息流之间的协同运动可以使得大系统中各元素、环节或子系统之间形成某种协同效应，进而获得大系统在某一特定时间、空间、功能和目标下的特定有序结构；(3)探索性地将控制论和协同学以及耗散结构理论结合起来从硬控制和软控制两方面研究了大系统的协同实现机制，构建了一种基于信息流反馈机制的二级递阶协同控制系统。协同控制系统中利用信息流正负反馈作用，并选择适当的系统内部序参量以及系统外部的控制参数使物质流子系统、能量流子系统和信息流子系统按照系统总熵变小于0的既定目标进行协同，在实现各个子系统协同的基础上，最终实现大系统的协同化、有序化和最优化；(4)从流通水平、序参量以及熵的角度构建了3种物质流、能量流与信息流的协同(度)评价模型。其中基于流通水平的协同度评价模型简单易懂，但在实际过程中存在量化困难的问题；基于序参量的协同评价模型能够较准确地反映出系统协同的内涵，同时在计算过程中能够有效减少在模型求解中的困难，但缺点是难以确定大系统的真实序参量；基于熵的协同评价模型由于同时考虑了系统的结构有序度和功能有序度，因此较其它协同评价模型而言更全面、更科学、更准确，但计算过程较为繁琐；(5)最后将研究结果运用于钢铁企业的演化研究中，研究了钢铁企业中物质流、能量流与信息流的协同形成机制、协同实现机制以及协同评价机制，认为钢铁企业未来的演化发展方向是向信息化、绿色化、生态化的有序状态发展。其中对钢铁企业2001年—2006年间的协同度进行了评价，评价结果与我国钢铁企业实际发展的趋势基本吻合。