从经典的模型预测控制方法到精确的显式模型预测控制方法再到显式模型预测控制近似方法,预测控制这个领域已经有了明确的发展方向。显式模型预测控制方法离线计算得到的分区太多,耗时太长和所得分区的不规则,使得离线和在线都有着比较大的复杂度,针对这个缺点,本文提出了能降低空间复杂度和时间复杂度的显式模型预测控制多尺度近似方法,用来控制线性时不变的有限时域最优问题,通过和显式模型预测控制方法控制效果的对比,突出了显式模型预测控制多尺度近似方法的优越性。本文的主要工作和成果如下：1.基于大量文献,总结和整理了从模型预测控制方法到显式模型预测控制近似方法的发展现状和存在的问题。2.针对显式模型预测控制方法复杂度比较高的缺点,通过研究分段线性插入法,自适应分层函数近似法,并结合重心坐标函数法,提出了显式模型预测控制多尺度近似方法,并证明了所求得的近似控制律的可行性和稳定性,给出了这个方法的算法实现方法,编程方法,需要注意的问题及结构框图,从而使得该方法能够有效的应用于实际系统。3.运用显式模型预测控制多尺度近似方法控制一个典型的二阶的有限时域最优问题和三阶的有限时域最优问题,详细的研究了当最大层级系数和误差系数这两个自由度发生变化时,控制结果的变化规律。通过编程和仿真得出了相应的以高度规则的网格形式存储的近似状态分区,近似控制律,状态变化轨迹,控制序列等。同时通过编程和仿真运用显式模型预测控制方法对这两个典型的线性时不变的有限时域最优控制问题进行控制,得出了相关的精确状态分区,精确控制律,状态变化轨迹,控制序列等。最后将两种方法的控制效果进行了深入的对比研究,结果表明,显式模型预测控制多尺度近似方法要优于显式模型预测控制方法。4.研究了磁盘驱动系统,对它进行建模,得出了最基本的磁盘驱动系统的模型和考虑了共振特性的磁盘驱动模型,并且通过编程,运用显式模型预测控制方法对磁盘驱动系统进行了仿真研究,得出了精确的状态分区,控制律,和状态变化轨迹,控制序列等。结果表明,该控制律能够保证磁盘驱动系统在满足一系列约束的前提下最后进入稳定状态。5.运用显式模型预测控制多尺度近似方法对磁盘驱动系统进行控制,通过编程和仿真,得出了在不同的最大层级系数和误差系数下的以高度规则的网格形式存储的近似状态分区,近似控制律,状态变化轨迹和控制序列。研究了两大自由度对磁盘驱动系统的控制效果的影响。同时和显式模型预测控制方法控制磁盘驱动系统的结果进行对比研究,分别研究了在不同的最大层级系数下和不同的误差系数下两种方法的控制效果的差别。结果表明,显式模型预测控制多尺度近似方法对磁盘驱动系统的控制效果要优于显式模型预测控制方法。6.最后,对全文进行了总结,指出了显式模型预测控制近似方法研究领域存在的不足,对未来的研究方向做出了展望。