现代工业生产过程一般是非线性、时变、强耦合的复杂系统，难以建立精确的过程监控解析模型，随着传感器及计算机技术的发展，控制系统可以记录大量的过程数据，这就为建立生产过程监控的统计分析模型奠定了基础。本文以典型间歇过程对象—啤酒发酵为对象，研究间歇过程故障诊断及监控模型，并对发酵过程控制算法进行了研究。主要研究内容及工作如下：1．在对啤酒发酵工艺及生产设备充分研究的基础上，在原控制系统的基础上进行改进设计，主要解决原系统开关控制的问题，使用冷媒连续调节方式进行替代，大幅度提高控制精度，涉及到控制器设计、结构设计、与原控制系统的参数传递及协调控制问题，改进的系统在温度控制上采用一泵多罐模式。2．针对间歇发酵过程缓慢时变和非线性等特点，以核理论方法为基础，对核主元分析算法进行改进，提出了一种基于核主元分析下限检测的故障检测算法，并进一步推广出多向核主元分析算法和分段多向核主元分析算法。以上方法通过对非线性核函数的引入，可以把过程中存在的非线性信息进行充分提取，使得在高维特征空间中可以快速的计算出主元，最后把上述实验成果应用在啤酒发酵过程监测上。3．对于存在大时滞、大惯性以及非线性特点的啤酒发酵温度控制过程，对PID控制器进行了改进，设计了一种基于模糊理论的改进PID控制器，并通过MATLAB仿真验证了该控制器的控制效果。