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切换系统现已成为国际控制界研究最热门的领域之一，对于切换线性系统已取得了许多丰富结果，而对于切换非线性系统，所得结果相对较少，切换混杂Hamilton系统是一类非常重要的混杂系统，由于该类系统主要来源于大量的实际复杂物理系统，如电力、电子、机械等实际控制系统，所以对其研究既有重要理论价值，又有广阔应用前景，如电力系统紧急控制等，由于很少有学者对切换线性Hamilton系统进行研究，对于切换非线性Hamilton系统的研究更是无人涉及，所以本论文所得到的关于切换混杂非线性Hamilton系统的所有结果，都是不同于现有切换系统的新结果。本论文主要研究了切换混杂非线性Hamilton系统稳定分析及控制设计问题，即依次研究了有限个子模型、无穷个子模型以及多平衡点三种情形的切换混杂Hamilton系统，分别得到了这三类系统在（任意）切换路径下的稳定及渐近稳定的若干充分条件。在此基础上，设计了相应的镇定控制器、L2-干扰抑制控制器以及H∞鲁棒自适应分散控制器。然后，通过非线性系统的Hamilton实现，将所得到的切换混杂Hamilton系统的稳定、渐近稳定以及控制设计结果，应用于一般切换混杂系统，得到了系统稳定及控制设计的若干结果。最后，基于电力系统紧急控制背景，建立了一个电力系统切换模型，并运用所得到的切换Hamilton系统的相关研究结果，对所建立的电力切换系统进行了研究，得到了系统稳定分析结果。全文共分8章。第一章首先介绍了切换系统和广义Hamilton系统的研究现状，然后介绍了本文所研究的切换Hamilton系统的目的及意义。第二章分别运用几种不同方法，由浅入深地研究了有限个子模型的切换耗散Hamilton系统的稳定性问题，得到了系统稳定及渐近稳定的若干新的充分条件，并将所得新结果应用于一般有限个子模型的切换系统，得到了该类系统的稳定及渐近稳定结果。具体内容如下：1．针对有限个子模型的切换耗散Hamilton系统，提出了一个比较直观的假设1，即所有子系统的Hamilton函数值都随着状态P-范数的增减而增减。在假设1下，研究了系统在任意切换路径下的稳定性，并得到了几个系统稳定及渐近稳定定理；2．首先提出了比假设1更为一般的假设2，即所有子系统的Hamilton函数都具有相同的变化趋势—同时增或同时减，验证了假设2满足多重Lyapunov函数条件，得到了系统稳定结果．然后，提出了一种切换系统渐近稳定分析的新方法—最大最小能量法，该方法弥补了多重Lyapunov函数法的不足。最后，充分利用最大最小能量法和切换Hamilton系统的结构特性，研究并得到了切换Hamilton系统在任意切换路径下渐近稳定的若干充分条件；3．首先研究了切换Hamilton系统的零状态可检测／可观测性，得到了系统一致零状态可检测／可观测的若干新判据。然后，根据系统零状态可检测／可观测性，得到了切换Hamilton系统扩展的LaSalle不变原理。最后，运用切换Hamilton系统的零状态可检测／可观测性以及扩展的LaSalle不变原理，研究并得到了切换Hamilton系统在任意切换路径下渐近稳定的若干新结果；4．通过基于能量的稳定分析法，将上述结果应用于有限个子模型的通常切换系统，得到了通常切换系统零状态可检测／可观测、扩展的LaSalle不变原理以及稳定和渐近稳定等若干新结果。第三章研究了有限个子模型的切换耗散Hamilton系统的控制设计问题。利用第二章得到的稳定及零状态可检测／观测结果，分别得到了该类系统的镇定控制器、L2-干扰抑制控制器以及H∞鲁棒自适应控制器，并将所得控制设计新结果，通过基于能量的控制设计法，运用到有限个子模型的通常切换系统中，得到了相应的控制设计新结果。第四章研究了两类无穷个子模型的混杂耗散Hamilton系统稳定分析与控制设计问题，得到了相应稳定、渐近稳定及控制设计的若干新结果。具体内容如下1．对于类型Ⅰ—切换路径在实数域的某个有界闭区域中取无穷个不同常数值，首先得到了该类系统的稳定定理，然后在此基础上，充分利用系统所固有的特殊Hamilton结构特性以及子模型的零状态可检测／可观测性，得到了混杂耗散Hamilton系统在受限制切换路径下的渐近稳定的几个充分条件，最后研究了该类系统在任意切换路径下的渐近稳定性，并得到了系统全局渐近稳定的充分条件。2．对于类型Ⅱ—切换路径的取值是与状态有关的分段连续函数，将该类系统通过适当变换化为类型Ⅰ，得到了该类系统相应的稳定及渐近稳定新结果。3．研究了类型Ⅱ的控制设计问题，得到了该类系统的镇定控制器以及鲁棒控制器。4．通过基于能量稳定分析和控制设计方法，将上述结果应用到无穷个子模型的通常混杂系统中，得到了相应的稳定及渐近稳定新结果。第五章研究了一维多平衡点切换Hamilton系统的区域稳定分析与控制设计问题，得到了该类系统在任意切换路径下都区域稳定的几个充分条件。在此基础上，研究了系统控制设计问题，得到了该类系统相对于稳定区域的镇定控制器和鲁棒控制器。第六章初步研究了有限个子模型的切换线性系统的能控能观性，得到了该类系统完全能控能观的充要条件。第七章基于电力系统紧急控制背景，首先建立了一个切换电力系统，然后，运用所得到的切换耗散Hamilton系统稳定结果，对所建立的切换电力系统进行了稳定分析，并得到了相应结果。在第八章中，我们对本文的工作进行了总结，并且提出了几个有待进一步研究的问题。