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针对动态实时优化（DRTO）与模型预测控制器（MPC）结合的双层结构中由于DRTO与MPC的模型不一致影响优化效果的问题，本文将多模型广义预测控制器（GPC）引入到DRTO双层结构中，设计了基于DRTO双层结构的多模型GPC控制器。上层结构为DRTO层主要解决经济目标函数的优化问题，采用动态过程模型实时优化更新输出对象的最优设定值轨迹。下层结构采用多模型GPC控制器替代原先的单模型MPC控制器，主要是抑制过程中的快速干扰追踪DRTO层得到的最优设定值轨迹。多模型GPC控制器采用多个固定模型和自适应模型来并