微生物发酵过程具有高度的非线性、时变性和大滞后等特征,经典PID等传统控制方法往往无法满足发酵过程控制的实际需要。预测PID控制兼备预测功能以及PID控制简单实用等优点,能够处理大滞后控制问题,且在被控系统的参数发生变化时具有较强的鲁棒性,可以有效解决发酵过程的控制问题。本文研究非线性GPC算法多重建模,利用同址运算递推LS-SVM算法构建NARIMAX模型,推导出核GPC算法,进而将基于递推LS-SVM算法的预测控制指标与基于误差非线性变换的PID控制器联立,进而提出了核预测PID算法,并给出其参数整定方法。该算法在保证较高预测精度的前提下,满足控制系统的实时性性能需求,同址运算思想有效简化运算流程,加快了运行速度,并降低了内存要求,可以有效解决非线性系统中的控制困难。将本算法应用于发酵罐测控系统的变量优化控制,以p H值控制为例,验证了本算法具有良好控制性能、鲁棒性及灵敏度,为发酵过程优化控制带来一种有效方法。