在复杂工艺的生产过程中,存在物理化学交替渗透,难以实现机理建模的现象;同时存在如分布参数、非线性、自由度难确定的复杂特性;还存在其动态演化轨迹遵循统计规律这样的相同特点,针对具有这一类特点的复杂生产过程,本文研究了基于胞映射的模式运动建模和控制问题。主要研究工作如下:(一)针对模式类别变量不可计算问题,研究了胞度量下的模式类别变量,构建了基于胞映射的模式运动模型。首先利用改进的迭代自组织数据分析算法(ISODATA)构建了模式运动“空间”。为了度量定义在该“空间”上的模式类别变量,文中利用有限覆盖原理构建了输出胞空间。其次建立了胞度量下的模式运动受控自回归滑动平均(CARMA)模型,并采用改进的量子行为粒子群算法(QPSO)辨识模型参数。再次利用状态空间实现方法,得到模式运动的状态胞映射模型。最后利用胞映射算法开展模式运动描述的复杂系统全局分析,得到了系统的平衡胞和吸引域。(二)针对模式运动胞映射模型,构建了基于胞映射的模式运动控制器。首先将有界闭集的系统输入进行离散化处理,针对每一个原胞,利用胞映射得到对应的像胞和映射对的代价增益。其次以参考模式的度量值作为目标胞,以代价函数作为性能指标,借鉴动态规划原理,运用逆向搜索算法得到了所有可控胞到达目标胞的最优路径。最后记录路径上相关信息构成控制表,设计了基于胞映射的控制器。此外,针对模型参数的不确定性,分析了控制器的鲁棒性能。(三)针对胞粒度受聚类参数影响问题,分析了聚类参数对控制系统性能影响。首先通过系统的平衡胞以及吸引域的变化分析聚类参数对全局特性影响。其次通过性能指标的变化分析参数变化对调节性能的影响。最后利用安阳烧结厂烧结过程实际工况数据进行仿真,验证了本文所提基于胞映射的模式运动建模与控制方法的可行性。