在大型聚乙烯工业装置生产中,熔融指数及密度是两个重要的质量指标,根据生产牌号的需求,精确控制熔融指数和密度对企业效益的提高有重要的意义。然而由于缺乏可靠的在线仪表和相应的控制器,大型聚乙烯工业生产中长期以来主要通过定时对产品采样进行质量指标控制。设计可应用在大型聚乙烯工业装置上的实时参数估计器和质量指标控制器来改善系统性能,无论在理论还是实践中都将具有重要意义。首先,本文针对大型聚乙烯工业装置质量指标实时估计和牌号切换的复杂性,基于质量指标实时预测模型推导了参数更新律,提出了一种渐近跟踪状态观测器设计方法用于根据实验室分析数据反馈修正质量指标并实时估计模型参数。此外,在Labview环境下开发了聚乙烯牌号切换参数估计软件,将所提方法应用在中石化某聚乙烯装置上,证实了方法的有效性和可行性,为实现大型聚乙烯工业装置的先进控制奠定了基础。其次,针对聚乙烯生产过程具备非线性分离模型的特点,在传统的先进控制理论基础上加入非线性部分的求逆环节,将非线性对象的控制问题转换成普通的线性控制问题,从而将模型预测控制与基于状态观测器的求逆结合在一起,设计了一种基于非线性分离模型的先进控制器,拓宽了模型预测控制的使用范围。针对生产过程中可能出现的工况波动,通过参数投影进行鲁棒修正,从而在先进控制模型出现偏差的情况下仍能取得较好的控制效果。最后,针对传统的脉冲响应辨识对噪信比高的系统辨识精度不高的缺点,提出了基于固定尺度的Haar小波脉冲响应辨识方法。由于Haar尺度函数具有良好的时频域局部性,因此将Eykhoff脉冲响应辨识方法中的正交函数基取为Haar正交小波基函数,同时对信号进行正交尺度变换,这种新的脉冲响应辨识方法不但保证了原来Eykhoff方法的有效性,而且效果更好,仿真表明其具有辨识精度高、克服噪声干扰能力强等优点。