切换系统具有重要的理论研究意义和实际应用价值,已经受到众多研究者的青睐。切换系统的动态不是各个子系统动态的简单叠加,其动态极其丰富。因此,切换系统的研究要比非切换系统复杂得多。正系统指的是这样一类系统,对于任何非负的初始条件,其系统状态始终保持非负。切换正系统是指在任意的切换信号下,对于任意的非负初始条件,系统状态始终保持非负的切换系统。切换正系统可以更精准的描述实际工程中状态保持非负的一类切换系统,因此,切换正系统的研究具有重要意义。由于一些物理元器件的硬性限制,执行器通常存在着饱和,而饱和可能会降低系统性能甚至破坏系统稳定性。这样,执行器饱和问题的研究就很重要。跟踪控制是控制理论和控制工程中一个典型的控制问题,而对切换正系统跟踪控制的研究却很少,其主要原因在于问题复杂,研究难度大。本文主要针对控制输入和状态受约的两类切换系统,研究了鲁棒镇定及跟踪控制问题。本文主要工作概括如下:（一）研究了一类具有执行器饱和的级联非线性切换系统的镇定问题。这类系统中的每个子系统都是由一个线性部分和一个非线性部分组成的,而其线性部分则由可镇定和不可镇定子部分构成。我们采用了凸包技术和扩展的驻留时间方法,针对每个子系统设计了状态反馈控制器,给出了用LMI形式表达的闭环系统指数稳定的充分条件。（二）采用分段Lyapunov函数和凸包技术,研究了一类切换系统异步切换下的鲁棒镇定和L2增益分析问题,同时考虑了执行器存在饱和的情况。第一,当外部干扰为零的时,我们以LMI形式给出了系统异步切换下的鲁棒镇定的充分条件。第二,在一类能量有界的干扰下,我们得到在驻留时间切换下的闭环系统具有L2增益性能的充分条件。第三,我们通过求解一个优化问题得到最大的干扰容许能力。（三）针对一类具有执行器饱和的切换系统,我们利用组合非线性反馈控制技术,改善了切换系统跟踪控制的暂态性能。首先,提出了在平均驻留时间切换律下构造切换系统的组合非线性反馈控制器的一般步骤;然后,采用构造好的组合非线性反馈控制器,在控制器存在饱和情况下,针对一类阶跃参考信号,提出了切换系统跟踪问题可解的充分条件,同时跟踪过程具有快速响应和超调小的性能。此外,当每个子系统的跟踪控制问题不可解时,我们又提出了在状态依赖切换律下的组合非线性反馈控制方法,也就是对组合非线性反馈控制器和切换律同时进行设计。（四）采用了多线性余正Lyapunov函数方法和凸包技术,研究了具有执行器饱和的切换正系统的镇定问题。第一,在依赖时间的切换律下,我们设计了状态反馈控制器使得闭环系统是指数稳定的。第二,当每个子系统都不可稳时,我们同时设计了状态反馈控制器和依赖状态的切换信号,使得闭环系统渐近稳定。第三,将上述设计的方法推广到执行器饱和的时滞切换正系统中。（五）利用多线性余正Lyapunov函数方法,研究了切换正系统的具有L1增益性能的输出跟踪控制问题,所提出的方法可以应用到每个子系统的跟踪控制问题不可解的情况。一方面,当状态信息可获得时,我们进行了状态反馈控制器和依赖于状态的切换律的双重设计。另一方面,当状态信息不可获得时,我们利用了可测的输出,设计了输出反馈控制器和依赖于输出误差的切换律。（六）研究了切换正系统的无超调跟踪控制问题,状态单侧跟踪保证了整个跟踪过程无超调。通过控制器和切换信号的双重设计,采用多线性余正Lyapunov函数方法,提出了切换正系统具有L1增益性能的单侧状态跟踪问题可解的充分条件。本文针对不同的假设情况,提出了两种不同方法来处理状态单侧无超调跟踪控制问题,且所设计的方法可以应用到每个子系统的单侧状态跟踪问题不可解的情况。最后是全文的总结与展望。