当今,模型预测控制在实际工业过程中已经得到了广泛的应用,基于线性被控对象的算法即线性模型预测控制算法也同趋成熟。然而,当面对带有强耦合,大滞后,强非线性的系统时,传统的线性模型预测控制算法已无法满足控制品质的要求,所以对于非线性模型预测控制算法的研究已经变得很有价值。　　 本文的非线性预测控制算法是针对一类带约束的防射非线性系统,重点在于求解带约束的滚动优化。通过对现行方法的总结和综合,介绍了一种基于拉格朗日乘子法求解最优的单步非线性预测控制算法,通过在线求解二次规划,得到解析解,算法简单快捷。这种算法比较特殊,求解方式不具有普遍性。对于一般的带约束的非线性系统,介绍了一种基于非线性规划数值优化方法的算法,通过在每个采样时刻描述非线性预测控制优化过程中的序列二次规划子问题,将非线性规划转化成一系列的二次规划子问题求解,这样能有效地减小子问题的规模和计算量。通过CSTR仿真实验,验证了两种算法的有效性。　　 最后,将算法应用于实际过程控制实验。通过OPC技术,实现MATLAB和组态软件的数据通讯,搭建一个在MATLAB环境中控制实际过程的实验平台,并实现对A3000过程装置水箱液位的控制。