模型预测控制能够显式地处理系统控制约束，算法易于工程实现。目前，预测控制的应用领域己从线性系统深入到各类非线性系统。然而，对于广泛存在的分布参数系统，由于存在无限维空间分布特性，描述系统的偏微分方程不能直接作为预测模型，分布参数系统预测控制的发展远没有集中参数系统预测控制迅速。本文针对工业过程实际对象，应用不同建模方法将预测控制应用到分布参数系统中，解决工程中流动和温度场控制问题，主要研究工作包括：首先，结合小波配点方法，研究了一种分布参数系统的多尺度建模方法。选择区间拟Shannon小波作为空间基函数，将分布参数系统在配置点上转化为集中参数系统，采用前向Eiilar法对时间变量离散，得到系统的自回归模型；此方法既保留了小波基的稀疏性，又避免了应用传统DaiibecMes小波没有明确表达式而使计算复杂的缺点；在处理系统边界问题时，采用对称延拓的方法抑制边界效应；将上述方法应用到Burgers方程描述的非线性分布参数系统中，比较不同尺度下的仿真结果，说明所提方法的有效性。其次，利用小波配点法得到的模型，研究了两类分布参数系统的预测控制算法。首先，针对一类非线性一阶双曲型系统，将一阶空间偏导数投影到拟Shannon小波基上，离散化时间变量，得到的差分方程组作为系统的预测模型，设计非线性预测控制器，将此方法应用到基于流动控制的长管热系统中，克服了由于双曲型系统没有主导极点而使计算模型阶数偏高的问题；其次，针对一类非线性抛物型系统，分别将一阶和二阶空间偏导数投影到拟Shannon小波上，不需要求解系统的主导极点，且可得到相应的低阶模型，离散化时间变量，得到的差分方程组作为系统的预测模型，设计非线性预测控制器，并将此算法应用到由一个放置在反应器中的细长催化棒组成的传输-反应系统中，用所提算法设计满足系统要求的控制器。再次，针对一类非线性抛物型系统，研究了一种基于时空分解的分布参数系统预测控制算法。首先，利用Karlmnen-Lo^e分解得到系统的主导空间基函数，将最小二乘支持向量机应用到时间维系数的辨识中，得到系统的预测模型。随后，选择标准二次优化性能指标，将系统转化为一个有约束滾动优化问题，设计基于低阶模型的非线性预测控制器。将此方法应用在管式反应器扩散-反应过程中，有效处理系统的输入-输出约束，并与己有方法进行比较，验证方法的有效性。最后，研究了超深井井下环境仿真系统的温度场控制问题。超深井井下环境仿真系统作为一种同时具有大长径比、大时滞以及多种复杂传热方式的系统，对其温度场分布特性的分析和控制一直是工程中具有挑战性的问题。在深入分析系统传热机理并进行数值分析后，给出了系统温度场的分布参数模型。随后，应用时空分解思想得到系统的低维预测模型，根据实际情况选择控制参数，设计温度场预测控制器。最后，在Compactlogix系统上实现控制算法，实际运行结果说明所提方法解决了系统温度场高精度控制问题。