切换系统是由多个模态和切换律组成的复杂的动态系统。切换律决定子模态的激活时刻,也直接影响着切换系统的动态。因为在工程应用和理论分析上的重要性,切换系统已经成为控制领域研究的一个热点,受到众多学者的关注。然而,因为连续动态和离散动态的相互作用,使得切换系统的研究相比一般非切换系统的研究更加复杂,仍有大量的分析和综合问题亟待解决。特别是,无源性作为重要的系统特性,已经广泛地应用于非线性系统的分析和控制中,但对于切换非线性系统无源性的研究尚不成熟,还有许多问题值得进一步研究。本文研究切换非线性系统的无源性及受约控制问题。主要工作包含以下几个方面:（1）研究了一类带未知参数的切换非线性系统的自适应输出跟踪控制问题。利用多存储函数方法,针对每个子系统的自适应输出跟踪问题不可解的情况,给出了切换非线性系统自适应输出跟踪问题可解的充分条件。为了降低由所有的未知参数采用共同的自适应律产生的保守性,对不同子系统的未知参数设计各自独立的自适应律。首先,对每个不同的子系统在相应的子区域上进行自适应反馈无源化。其次,利用无源性进行自适应控制器和切换律的双重设计以解决闭环系统的自适应输出跟踪控制问题。（2）用多障碍存储函数建立了切换非线性系统的区域无源性理论。首先,通过引入障碍存储函数给出了非切换系统的区域无源性定义,进而又给出了切换系统的区域无源性定义,而且也提供了保证切换系统区域无源性的充分条件。其次,我们证明了区域无源性在反馈连接下的不变性,讨论了基于严格区域无源性和区域无源性与渐近可检测性的稳定性分析,并确保系统轨线保持在特定的区域上。然后,在每个子系统都不可镇定的情形下,用建立的区域无源性理论研究了一类状态受约严格反馈切换非线性系统的镇定问题。最后,又给出了自适应区域无源化的定义,并提供了控制器和切换律的双重设计以确保一类带未知参数的状态受约严格反馈切换非线性系统的自适应镇定问题可解。（3）研究了切换非线性系统的有限时间H∞控制问题。研究内容分为两部分。在第一部分,首先介绍了有限时间H∞控制问题的概念。然后,针对一类不同子系统允许有不同正奇有理数幂积分器的切换非线性系统给出了有限时间H∞控制问题可解的条件,并利用增加幂积分器技术和多Lyapunov函数方法设计控制器和切换律使得闭环系统的有限时间H∞控制问题可解。在第二部分,利用有限时间无源性研究了结构更一般的切换非线性系统的有限时间H∞控制问题。当子系统的标称系统在对应的子区域上具有有限时间无源性时,利用这个无源性设计输出反馈控制器和切换律使得研究的控制问题可解;当子系统的标称系统不具有有限时间无源性时,建立了基于有限时间无源化的控制策略。另外,也证明了有限时间H∞控制中控制行为能够保证闭环系统在一些特殊的外部扰动下仍然具有实用稳定性,而传统的H∞控制对于无论多么小的扰动信号都很难保证这一点。（4）研究了一类切换非线性随机系统基于无源性的均方指数镇定问题。首先,介绍了推广的小时间范数可观测性的概念并给出了检测条件。在至少有一个随机子系统是无源的情形下,给出了控制器的设计方法,使得闭环随机系统对于给定的平均驻留时间和无源率是均方指数稳定的。（5）讨论了状态受约的高阶切换非线性系统的镇定问题。研究内容分为两部分:（i）在不要求每个子系统鲁棒镇定问题可解的情形下研究了一类状态受约的高阶切换非线性系统的鲁棒镇定问题。利用增加幂积分器技术和多障碍Lyapuov方法对控制器和切换律进行双重设计,使得闭环系统是渐近稳定的并且保证状态满足约束。不要求切换点处相邻子系统的障碍Lyapuov函数必须相连,允许一定程度的跳跃;（ii）研究了一类包含未知参数的状态受约高阶切换非线性系统的自适应镇定问题。在每个子系统的自适应镇定问题不可解的情形下给出了状态受约高阶切换非线性系统的自适应镇定问题可解的充分条件,并基于构造的多障碍Lyapuov函数给出了自适应控制器和状态依赖型切换律的设计方法。最后是本文的总结和展望。