典型的复杂热工过程都存在大时滞现象。常规的系统控制方案都采用基于PID线性控制算法的控制结构,而且这种控制方案已经被广泛的应用到生产实际中,但复杂热工过程的大时滞现象仍然不能得到良好的改善,导致过程运行参数偏离技术指标较大。因此,研究适合于复杂热工过程的预测PID控制方法,从而有效地实现过程的自动控制和优化运行,具有十分重要的理论意义和实用价值。本文综述了常见的大时滞控制方法,以及预测PID控制算法的研究现状,在此基础上针对有自衡过程和无自衡过程进行了预测PID控制器的设计,并提出了改善PPI控制器鲁棒性的FPPI控制器设计方法。另外,还进行了预测项采用线性相位超前滤波器的PPI控制器的设计。　　 首先,进行了有自衡热工过程PPI控制器的设计。该部分主要介绍了经典过程控制模型的预测PID控制器的设计,利用史密斯预估规则来完成对PPI控制器的设计,并举出具体例子进行仿真研究与结果分析。　　 其次,对有自衡热工过程PPI控制器进行鲁棒整定。主要分析了PPI控制器的鲁棒性,以及造成误差的因为,针对这些误差提出了提高鲁棒性的FPPI控制器的设计,并举例验证。　　 再次,进行了基于自整定的汽包水位无自衡过程PPI反馈控制的设计。主要介绍了包含有积分环节的无自衡系统的整定方法,为带有积分的设计对象增加内部反馈,使之变为开环稳定的有自衡系统。　　 最后,进行了预测项采用线性相位超前滤波器的预测Pl控制器的设计。介绍了将预测项用线性相位超前滤波器来代替的PPI控制器的设计,并对这种滤波器的实际应用进行仿真研究与分析。