切换系统是一类重要的混杂系统,有着重要的理论研究价值和广泛的工程应用背景。尤其是近些年来,切换系统及切换控制在航空发动机控制,机器人控制,电力系统和计算机网络控制中的成功应用更加激发了人们对其进行深入研究的积极性。同时,实际系统往往由于需要考虑安全性或设备本身的物理极限而具有状态约束,因此研究具有状态约束的切换系统就更加具有理论和实际意义。然而,由于具有状态约束的切换系统中连续动态、离散动态与状态约束并存并相互作用,使系统的行为变得异常复杂,系统运行机制远未明晰,大量的分析与综合问题亟待解决,目前这方面的研究还相当有限。本文研究了几类具有状态约束的切换系统的跟踪控制、镇定、鲁棒镇定及H∞控制等问题,主要工作概括如下：(1)研究了一类具有指定暂态性能的平面系统的切换跟踪控制问题。传统的单一静态输出反馈控制器通过调整增益的大小,在快速性和安全性之问寻求“平衡”或“折中”,但效果往往不能令人满意。我们针对此问题,通过设计由多个静态输出反馈控制器组成的切换控制器及锥形切换律使得闭环系统的输出在渐近跟踪一个给定阶跃信号的同时满足给定的暂态性能要求。此外,通过求解非线性规划问题,我们可以获得一个由超调量和调整时间组成的最优加权暂态性能指标。(2)分别研究了具有状态约束的连续时间切换系统和离散时间切换系统的镇定问题。其中,系统状态被限制在某一超立方体内,因而这类系统的状态约束又常被称为状态饱和。针对此类系统发生饱和与未发生饱和时每个子系统所对应的Lyapunov函数的衰减率不同的特点,我们提出了一种饱和依赖型的改进的平均驻留时间方法,利用此方法,我们给出了切换系统的稳定性与镇定的充分条件并设计了切换状态反馈控制器。此外,利用所提的这种饱和依赖型的改进的平均驻留时间方法所设计的平均驻留时间比标准的平均驻留时间方法设计的平均驻留时间要小。(3)在有关镇定问题研究的基础上,我们分别针对此类具有状态约束的连续时间系统及离散时间系统,研究了其H∞控制问题。通过运用前面提到的饱和依赖型的改进的平均驻留时间方法,我们首次给出了这类具有状态约束的切换系统的H∞控制问题可解的充分条件,设计了切换状态反馈控制器来保证闭环切换系统渐近稳定并具有加权的L2增益。(4)利用障碍Lyapunov函数的方法,我们研究了一类具有状态约束的p规范型的非线性切换系统的镇定及鲁棒镇定问题。严格反馈形式的非线性切换系统可以视为此类系统的一种特殊形式。通过运用障碍Lyapunov函数及Backstepping技术,我们构造出了共同的Lyapunov函数及每个子系统所对应的控制器以使被控系统可以在任意切换信号下均渐近稳定。另外,我们还给出了相应的鲁棒镇定的结果。最后对全文所做的工作进行了总结,并指出了下一步研究的问题。