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针对工业过程的非线性，本文首先提出了一种操作轨迹非线性模型的辨识方法：根据调度变量的操作轨迹，选取若干个典型工作点；在各个典型工作点，辨识各自的线性模型；根据测试数据以及过渡数据，得到全局插值非线性模型。在此基础上，本文进一步提出一种基于操作轨迹模型的非线性预测控制算法，并采用多步线性化方法进行问题求解。由于仅需要在典型工作点上进行测试，降低了全局建模的辨识成本，而且控制品质好，仿真结果表明了该算法的有效性。