无源性这个概念是从耗能网络中抽象出来的,具有广泛的工程背景。无源系统理论已成为非线性系统分析与设计的重要工具,被广泛应用于自适应控制和鲁棒控制等研究领域。但是,相对阶为1以及弱最小相位是系统能光滑反馈无源化的必要条件,这些限制条件在很大程度制约了无源系统理论的发展。为此,本文尝试发展无源化方法以克服相应限制条件,在此基础上给出非线性系统控制设计的一些新方法。前两章回顾了无源性理论的产生、发展及研究现状,总结了非线性系统无源控制的一些主要结果、主要研究方法和尚需解决的问题,指出了本文的主要工作。第三章针对不同类型的非线性系统分别进行研究,讨论了一类非线性系统的无源化问题。这些系统具有相对阶大于1或者非最小相位的几何性质,文中通过构造并联补偿器来实现系统无源,并发现这种结构更适合输出反馈镇定控制器的设计;对于具有同样性质的线性系统,本文将问题进一步转化为线性矩阵不等式的求解。第四章讨论了一类串接非线性系统的镇定控制问题,其中的串接子系统不满足相对阶为1的条件。文中通过引入Hurwitz微分算子串联补偿的方法,基于无源系统理论给出了镇定控制方案。第五章针对无法直接串接无源化或者反馈无源化的系统,提出了在不同的无源化补偿器间切换来实现系统无源的思想,包括串接与反馈间的切换,并联与反馈的切换。这种切换设计进一步拓展了无源系统理论的应用。最后一章为全文总结,归纳了本文研究的主要内容,指出尚待解决的问题。本文就主要的设计方案进行了仿真研究,结果表明所给出的控制策略可以达到预期的目的,控制算法是切实可行的。