混杂系统是由连续变量动态系统和离散变量动态系统相互影响、相互作用而形成的的复杂的非线性动态系统。在实际的工业过程中,这种含有两类变量的混杂系统非常常见,仅仅采用传统的微分方程或差分方程的形式很难清晰地描述这类系统的动态特性,这也限制了相应的控制理论的发展。双容水箱系统是一类带有参数跃变的混杂系统,系统的连续变量是水箱的进出水流量,离散变量是水箱结构、阀门开度等的变化。本文使用混合逻辑动态理论建立了该水箱系统的统一模型并提出了一种预测控制策略,主要有以下内容：(1)研究双水箱系统的多模型PID控制问题。对于实际中存在的参数跃变的问题,采用中控CS4000水箱系统进行模拟。基于不同的参数跃变类型,分别设计了相应的多模型PID控制器并进行了仿真控制研究。(2)研究带参数跃变的双水箱系统的混合逻辑动态建模问题。介绍了混合逻辑动态建模的理论依据,并对其几种常见的建模方法和建模步骤进行了简要介绍。分析了双水箱系统的两种变量间的作用关系,建立了适合该系统的混合逻辑动态模型。(3)研究双水箱混合逻辑动态模型的预测控制问题。分别基于MIQP与MILP’性能指标进行了对比分析。采用基于线性的预测控制策略对本文提出的双水箱混合逻辑动态模型进行了仿真研究,通过与PID控制器的对比分析说明了其有效性。(4)研究预测控制策略在CS4000系统中的应用问题。利用OPC接口技术将MATLAB工具箱与西门子PLC-300进行连接,以MATLAB为客户端、WinCC监控软件为服务器,实现了MATLAB对现场CS4000过程对象的实时控制。