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针对一类可以采用一阶惯性加纯滞后模型描述不同工况下动态特性且随工况变化的工业过程，提出一种基于对象特征参数极大极小值的多模型集建立方法，采用递推贝叶斯概率加权方法获得全局预测模型，并以此设计多模型预测控制器以满足工况大范围变化的控制要求，同时在进行误差校正时，预先补偿由于工况动态变化所带来的模型预测误差，以提高预测精度。对电站锅炉主汽温系统的仿真结果表明在各工况下均有很好的定值跟踪能力，在大范围工况变化时，能够将主汽温度稳定在设定值附近。