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非线性模型预测控制(Nonlinear Model Predictive Control，NMPC)具有显式处理约束、多目标、多变量和非线性的能力，在学术界和工业界得到了广泛关注。NMPC采用滚动时域控制原理，不能保证闭环系统的稳定性。近二十年来，国内外相关学者对NMPC闭环稳定性进行了深入研究，提出了多种稳定化NMPC方法，其中一种非常重要的方法是双模NMPC策略。传统双模NMPC策略的终端域、终端函数和局部控制律相互耦合，NMPC设计复杂且保守性大。因此，针对约束非线性系统，研究新型双模模型预测控制理论对发展NMPC技术具有重要的理论意义。 在总结现有NMPC稳定性研究成果的基础上，本文运用控制Lyapunov函数技术和多目标优化方法，研究约束非线性系统的双模NMPC策略和多目标双模NMPC策略，建立保证NMPC闭环系统稳定的充分性条件。本文主要研究工作与创新点如下: (1)对约束非线性系统，提出了一种稳定化双模NMPC策略。采用局部控制Lyapunov函数构造带可调参数的控制律，通过调整控制律参数设计终端不变集，进而增大终端域和闭环系统吸引域。与传统双模NMPC策略的对比研究，验证了本文结果的优越性。 (2)对多目标优化非线性系统，提出了一种稳定化多目标双模跟踪NMPC策略。针对多目标函数的冲突性，采用多目标理想点概念设计多目标函数的折衷点。应用上述双模NMPC策略，通过在线逼近理想点设计，建立多目标双模跟踪NMPC算法，并建立关于多目标折衷点的闭环系统渐近稳定性结果。与传统多目标跟踪NMPC方法的比较研究，验证了本文结果的优越性。 (3)考虑聚合反应过程的多目标优化控制问题，应用双模预测控制策略，设计了多目标NMPC控制器。通过在经济性能最优操作点线性化聚合过程的非线性模型，求解聚合过程的控制Lyapunov函数，进而应用所提出的双模NMPC策略，设计聚合过程多目标NMPC控制器，通过仿真研究验证了结果的有效性。