马蹄焰窑炉热工系统是一类参数不确定的多变量耦合非线性系统,所受干扰因素较多,因而很难建立有效的机理模型,而且现有的控制方法对模型精度要求高,控制效果差,难以满足生产工艺需求。模糊广义预测控制是一个有力的解决非线性系统建模与控制问题的工具,但在处理窑炉对象的控制问题时则稍显乏力。本文通过分析窑炉特性,有针对性的在模糊广义预测控制的基础上进行深入研究,构建适用于窑炉建模与控制的算法,主要的研究内容如下：1、针对T-S模型的建模不稳定以及在线学习速度慢问题,研究了基于减法聚类改进的简化T-S模糊模型。利用减法聚类对最优模型结构及模型初始值进行估计以解决建模不稳定问题；将减法聚类与简化T-S模型相结合设计了改进STS模型(ISTS),解决T-S模型在线学习速度慢的问题。2、针对广义预测控制计算量大,控制超调问题,设计了微超调快速广义预测控制方法。采用加权滚动优化函数求解微超调广义预测控制律,结合柔化控制律,完成微超调多步预测单步控制的控制器构建。3、针对窑炉压力参数不确定非线性系统的控制问题,研究了基于ISTS模型的微超调广义预测控制。利用ISTS模型作为广义预测控制的预测模型,增强算法对被控对象特性跳变的跟踪能力。4、针对窑炉多变量参数不确定非线性系统控制问题,构建了基于ISTS模型的多变量加权快速广义预测控制。利用ISTS模型的快速学习能力逼近多变量非线性系统的参数变化以解决参数不确定系统的模型跟踪问题,利用前馈快速计算策略构建加权广义预测控制以简化控制器求解过程。