预测控制作为一类极具前景的先进控制算法自从提出以来便得到了广泛的应用，在处理带时滞、耦合等特性的对象上，预测控制的性能要比传统的PID控制好很多，但是受到成本、硬件等约束，预测控制的应用并没有传统PID控制那么广泛。动态矩阵控制作为预测控制中应用最为广泛的一种算法，仅适用于渐近稳定的对象。在实际的工业过程中存在着许多非自衡对象，传统的动态矩阵控制算法在处理这类对象时会因为模型截断而造成预测误差，从而导致控制器失效。针对上述问题，本文做了两个方面的研究工作：一是对传统的动态矩阵控制算法进行改进，得到一种适用于非自衡对象的动态矩阵控制算法。该方法首先通过引入新的转移矩阵去避免动态矩阵控制算法应用于非自衡对象时的预测误差，然后通过提出新的误差校正方法来完善非自衡对象的动态矩阵控制问题，最后通过对非自衡对象的控制仿真验证了算法的有效性；二是结合预测控制与传统PID控制的优点，将PID控制器的控制律结构引入预测控制中，最终得到了一种新的PID控制器，该PID控制器既有预测控制的良好性能又有传统PID控制器的简单结构，并通过对焦化装置对象的控制仿真验证了新的PID控制器的有效性。