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针对盾构掘进过程中密封舱内土压平衡控制的精确度低、效果差的问题，提出了一种改进的多变量非最小相位状态空间模型预测控制（IMNMSSPC）应用于密封舱多点土压平衡控制。该方法利用阶跃响应数据建立传递函数模型，将模型转换成状态空间的形式，在目标函数中引入了可调因子，反馈校正中对预测误差补偿进行校正，有效减小了模型失配时产生的误差；建立了以密封舱多监测点土压力为输出，以盾构机推进速度、螺旋输送机转速为输入的盾构土压平衡过程模型，通过多步预测直接递推出过程预测输出，并对控制量进行优化求解，从而实现土压平衡的自动控