实际控制系统的执行器都存在饱和非线性的约束，其存在使得控制系统呈现出本质的非线性特征。在控制器设计时忽略饱和非线性会导致系统性能变坏，甚至会导致闭环系统不稳定。但在控制器的设计中考虑执行器饱和非线性会使得控制器设计变得非常困难。因此，研究具有执行器饱和的控制系统不仅理论上具有挑战性和研究价值，而且在实际中具有重要的研究意义和广泛的应用前景。本论文主要研究了具有执行器饱和系统的增益调度状态反馈控制和增益调度输出反馈控制，并将所提方法用于解决航天器轨道交会问题，主要研究内容包括：低增益反馈的设计思想是设计范数尽可能小的控制增益来保证控制器不发生饱和。当初始条件远离原点时，控制增益必须选取的非常小。但随着状态向原点的方向逐渐的收敛，控制信号的幅值必然变得越来越小，使得闭环系统具有非常慢的收敛速度。针对这一问题，本文利用参量Lyapunov方程方法、不变集理论和增益调度技术针对具有执行器饱和的线性系统设计了连续静态增益调度状态反馈控制器和离散静态增益调度状态反馈控制器分别保证了闭环系统的全局镇定和半全局镇定。通过增大代表闭环系统收敛速度的参数的值，所提控制方法提高了闭环系统的收敛速度，达到改善闭环系统动态性能的目的。将所提控制方法应用于航天器轨道交会系统中，仿真结果表明在连续静态增益调度控制下，闭环系统具有更好的动态性能。但是离散静态增益调度控制方法实施起来更简单直接，更容易被工程人员所接受。针对具有执行器饱和的线性系统，基于参量Lyapunov方程方法和参量Riccati方程方法提出了连续动态增益调度状态反馈控制，通过在线增加设计参数的值来提高闭环系统的收敛速度。为了应用所提控制方法，只需在线求解一类标量微分方程。通过合理地选择设计参数，所提控制方法可以保证闭环系统的指数稳定。进一步，将所提控制方法推广到具有执行器饱和的指数不稳定系统，得到了局部镇定的结果。仿真结果表明在所提控制方法下闭环系统的动态性能要好于静态增益调度状态反馈控制。由于实际中控制系统的状态不易测量或由于测量设备的限制，使得很多情况下不能获得系统的全部状态变量，令状态反馈的物理实现难以进行。针对这一问题，本文基于参量Lyapunov方程方法和增益调度技术分别设计了基于状态观测器的离散静态增益调度输出反馈控制器和基于观测器的连续动态增益调度输出反馈控制器，解决了具有执行器饱和的控制系统的半全局镇定问题。所提控制方法通过引入设计参数提高了闭环系统的收敛速度。仿真结果验证了所提控制方法的有效性。针对具有执行器饱和的航天器轨道交会系统研究了鲁棒控制问题。一方面，考虑到线性化误差给系统带来的参数不确定性，基于C-W方程建立了具有执行器饱和与参数不确定性的航天器圆轨道交会的相对运动方程。基于此方程分别设计了鲁棒离散静态增益调度控制器和鲁棒连续动态增益调度控制器解决了航天器轨道交会的鲁棒镇定问题。通过引入设计参数提高了闭环系统的收敛速度。另一方面针对具有执行器饱和与控制输入不确定性的航天器轨道交会系统设计了鲁棒连续静态增益调度控制器解决了航天器轨道交会系统的全局镇定问题。应用所提控制方法只需求解一类标量非线性方程且可以获得控制增益的解析解。