随着工业系统复杂程度的不断扩大，越来越多的实际系统已不能由简单的单模态系统来描述，多模态系统更能体现实际系统的特性。切换系统作为一种典型的多模态系统受到了学者们的广泛关注，同时取得了大量的研究成果。在这些研究成果中，大部分是关于确定性切换系统的。然而，在实际生产过程中，被控系统通常处于一个外部比较复杂的环境，受环境中不确定性因素的影响以及被控系统本身在运行过程中也会发生特性的变化，导致被控系统中存在一定的不确定性。这些不确定性使得切换系统结构更加复杂，增加了对系统的分析和设计的难度。
　　本论文将智能逼近器(神经网络和模糊逻辑系统)与自适应技术相结合，针对带有未知函数的切换非线性系统，研究了指定性能控制、故障检测、容错等问题。主要包括以下几方面内容:
　　(1)研究了具有一般结构的不确定切换非线性系统的指定性能控制问题。考虑各子系统具有共同约束条件的情形。我们采用径向基函数神经网络来逼近未知项，并利用共同Lyapunov函数方法，设计了控制器和自适应律，保证了转移系统的稳定性，进而保证了原系统的稳定性，同时使得跟踪误差满足指定性能约束条件。
　　(2)针对具有一般结构的不确定切换非线性系统，研究了各子系统具有不同性能约束的指定性能控制问题。不同的性能约束常常导致不同的坐标变换，这会给分析和设计带来很大的困难。为了避免不同坐标变换带来的困难，我们构造了一个共同坐标变换。基于驻留时间方法，设计了各子系统的自适应控制器，使得闭环系统的所有信号都有界，且跟踪误差满足多指定性能约束条件。
　　(3)针对系统含有未知函数的情况，研究了切换非线性系统的故障检测问题。首先，针对标称系统设计了切换非线性观测器。其次，采用平均驻留时间方法，建立了基于观测器的故障检测机制，并提出了切换的故障检测阈值，即各子系统具有各自的故障检测阈值。这种故障检测阈值降低了共同阈值带来的保守性。
　　(4)针对系统状态不可测的情况，基于平均驻留时间方法和反步法，研究了一类具有未知函数的切换非线性系统的自适应故障容错控制问题。首先，研究了切换系统的鲁棒容错控制问题。我们同时考虑了执行器失效故障和偏移故障，并构造了子系统的鲁棒容错控制器，使得在系统存在故障的情形下，闭环系统的所有信号仍然有界。其次，研究了切换系统的主动容错控制问题，此时考虑的是过程故障，且由于故障的存在，允许部分子系统不稳定。设计了容错控制器保证了闭环系统所有信号的有界性。
　　(5)研究了一类带有死区输入的离散切换非线性系统的自适应跟踪控制问题。运用模糊逻辑系统对系统中的未知项进行逼近。考虑的死区参数未知但有界。为了降低所有子系统参数同时满足一定约束条件而带来的保守性，允许部分子系统的参数不满足此约束条件，即允许存在部分不稳定子系统。采用平均驻留时间方法设计的子系统控制器保证了闭环系统的稳定性。
　　(6)研究了带有未知滞环的离散切换非线性系统的最优控制问题。首先研究非切换系统情形。为了避免因当前步用到将来信息而导致的非因果问题，将原系统转换为一个预测模型。根据Lyapunov函数稳定性分析，设计的控制器及自适应律不仅保证了闭环系统的稳定性，同时使性能指标最小。然后，将结果推广到离散切换非线性系统，解决了带有未知滞环的离散切换非线性系统在任意切换信号下的最优控制问题。
　　最后，对全文的工作进行了总结和展望。