切换非线性系统的约束预测控制的任务书任务背景：非线性系统广泛存在于现实生活中，例如机器人控制、飞行器控制、化工、生化和生物控制等领域。在这些应用中，精确的建模和控制是一个挑战。因此，约束预测控制是一种广泛用于非线性系统的控制方法，其中考虑非线性约束和非线性系统建模误差。任务描述：本任务要求实现和测试约束预测控制算法，以控制非线性系统的行为。任务的具体步骤如下：1.了解约束预测控制算法和非线性系统控制的基本原理和方法，包括非线性系统建模方法和非线性约束的影响。2.选择一个非线性系统模型和约束，并设计状态变量、控制变量和约束变量。编写MATLAB代码实现非线性系统和约束的数学模型。3.设计约束预测控制算法，包括离散化非线性系统和控制器模型、生成预测轨迹、计算优化控制序列等，编写MATLAB代码实现该算法。4.对所设计的控制算法进行仿真实验，包括非线性系统模型的输入输出响应和控制算法的控制状态、控制量和优化结果的仿真测试分析。5.根据仿真实验结果优化算法设计，直到系统满足控制要求。任务要求：1.在模型设计和控制算法设计的过程中，重点考虑非线性约束的影响，合理选择非线性系统建模方法和约束条件。2.在仿真实验中，分析非线性系统模型的响应和算法的控制效果，提供详细的仿真结果分析报告。3.依据仿真分析结果，对算法进行优化设计，并比较不同算法设计的优缺点和性能差异。参考资料：1.约束预测控制理论与应用，姜宏，张霞，科学出版社，2012年。2.Nonlinearcontrolsystems:anintroduction,AlbertoIsidori,SpringerScience&BusinessMedia,2013年。3.ConstrainedControlandEstimation:AnOptimisationApproach,GrahamC.Goodwin,KwaiSangSin,Wiley,2011年。