在现实世界中，存在着大量的非连续、非光滑的非线性系统，而采用传统的理论方法对这些系统进行建模和控制，已很难达到控制要求。应用混杂系统理论，对于非线性系统进行建模与优化控制是控制科学界的热点研究课题。　　 本文采用混合逻辑动态(MLD，Mixed Logical Dynamic)模型理论，进行非线性系统的建模与优化控制研究。与其它建模方法相比，混合逻辑动态模型具有独特的优点：它利用不等式来描述命题逻辑关系和系统的约束限制关系，并加入系统差分方程中，形成一种可描述多种类型非线性系统的统一建模方法，并能够将优化控制、模型预测控制等，引入非线性系统的研究中。　　 本文的主要工作包括以下几部分：　　 1、在广泛查阅相关文献资料的基础上，分别从混杂系统建模和混杂系统优化控制两方面，综述了混杂系统研究的发展与现状。　　 2、深入研究了非线性系统的MLD建模过程(命题演算建模和HYSDEL语言描述模型)及其优化控制算法(模型预测控制)，通过实例建模和仿真计算，验证了基于MLD模型理论的建模和预测控制策略的可行性和有效性。　　 3、研究了实际控制系统中的各种典型非线性特性，分别对其进行MLD建模和优化控制仿真。着重研究了将MLD建模与控制方法应用于电力电子电路DC/DC变换器的建模和控制中，通过对仿真结果地研究分析，表明DC/DC变换器基于MLD模型建模的可行性及在此基础上设计的状态反馈闭环控制系统具有良好的动态特性，并能满足约束条件。　　 4、引入半实物仿真理论，构建了基于xPC目标的半实物实时仿真系统，采用半实物仿真的策略使得系统的研究更接近实际情况，仿真结果更加真实可靠。并在此基础上探讨了基于MLD模型预测控制器的快速原型设计方法及其实现思路。