执行器饱和是实际控制系统中常见的现象。当控制输入达到其物理极限时,称为执行器饱和。这必然给控制系统的控制设计和稳定性分析带来困难。滑模控制作为一种对匹配不确定性和参数变化具有较强鲁棒性的非线性控制方法,在大多数包含不可避免的不确定性的实际系统中得到了广泛的应用。由于滑模控制器的设计目的是使闭环系统的状态轨迹在有限时间内达到预定的滑动面,因此通常需要滑动面达到规律来保证其快速性。因此,一些大的控制输入容易导致执行器饱和。因此,研究执行器饱和状态下的滑模控制问题具有重要的理论和应用价值,引起了一定的重视。论文中介绍了执行器饱和状态系统的研究背景,目的意义和研究概况,就所采用的基本理论与方法进行了简单说明,其中分为稳定性分析及吸引域估计方法,饱和环节处理及LMI与凸优化的约束转换等。针对执行器饱和问题的滑模控制进行分析与设计。研究内容主要分为三个主体,针对执行器饱和状态的系统分别设计一阶滑模控制律及该控制律下闭环系统的收敛域估计,饱和二阶滑模控制律及其滑模轨迹的分析,和基于事件触发的二阶滑模控制律。第一部分基于线性凸包法,采用了辅助矩阵和参数来降低收敛域估计值的保守性。滑模面的设计采用部分系统参数来避免凸优化约束转化后不等式中可能存在的未知参数耦合,最后得到一系列便于求解的线性矩阵不等式。第二部分基于高阶滑模观测器和二阶滑模控制策略,对一类具有硬约束的多输入多输出非线性控制系统进行了系统分析。分析了二阶滑模控制系统在设计的二阶滑模控制律下,在无约束和约束执行器/状态下的有限时间稳定性。滑模轨迹所围成的区域即为近似的最大收敛域。第三部探究了基于事件触发机制的二阶滑模系统的稳定性,计算出触发区间的最小时间,接着针对系统执行器饱和的情况进行了分析,采用系统状态变量的齐次不变集来估计系统的收敛域。在每个章节的最后均采用算例验证了所提出的控制和估计方法的有效性。