随着科技进步和工业发展,人们对产品质量和产量的要求不断提高,及对经济效益的追求使得工业生产过程日趋大型化、复杂化。工作点变化范围不断扩大,使以往采用工作点附近的线性化模型设计控制器的线性预测控制方法已不能满足控制性能要求。因此,对非线性模型预测控制的研究已成为控制工程界的重要研究课题。非线性预测控制经过近二十年的发展,取得了一些较为成熟的成果。但由于非线性预测控制的复杂性,一些比较基础的问题,如稳定性、鲁棒性、实时性等问题还没有很好地解决,这使得非线性预测控制理论和实践之间存在着较大的差距,阻碍了非线性预测控制的发展和工业应用。因此上述问题仍是非线性预测控制需要研究的主要问题。本文重点介绍了用基于多面体模型的线性矩阵不等式进行非线性预测控制设计的一般性思路及其优缺点,分析了造成该类算法适用范围小的主要原因是稳定性约束条件过强。针对该问题提出通过调整参数可有效放宽约束条件的算法,此算法在传统算法的基础上进行改进,其改善了由于某个稳定性约束条件过强使整个优化问题变得不可行的问题,放宽约束条件,留出裕度来满足衰减率的要求,最终影响控制器的效果,如吸引区范围,响应速度等。同时该算法基于LMI设计,具有优化计算量小、能够处理一定的模型不确定性等优点,这也使该算法可应用到实际系统中。最后通过对天线跟踪系统模型的算例分析,从名义系统稳定性,参数对吸引区的影响和鲁棒稳定性等方面进行仿真分析,取得了良好的实验仿真效果。