pH值是溶液酸度的标度单位。在许多化工生产过程中,pH值的控制品质直接影响相应产品质量和产量,在工业过程控制中占有重要的地位。然而,pH中和过程是一类典型具有强非线性、时变、大滞后特点的复杂过程,针对这些特性很难建立精确的数学模型。用常规的控制方法,无法对反应的变化过程做快速的、精确的反应,很难对其进行有效控制。预测控制适用于不易建立精确模型且比较复杂的工业生产过程,控制效果好、鲁棒性强。本文基于预测控制理论对腈纶生产中还原剂NaNO3的制配过程中pH值的控制问题进行深入研讨。首先,从pH中和过程的电化学反应机理出发,仔细分析了酸碱中和时离子的反应情况,根据电平衡方程式推导出了一种针对NaNO3制配实验装置的酸碱中和机理模型。根据机理模型利用MATLAB中的Simulink建立了仿真模型,并利用该模型分析了pH中和过程的非线性特点及扰动响应情况。其次,分析了典型非线性模型——Hammerstein模型的结构特点,选取了最简单且应用广泛的以多项式函数描述的模型静态非线性环节的结构,接着运用系统辨识的理论首先对pH中和过程进行了离线的辨识,然后采用了具有遗忘因子的渐消记忆的递推最小二乘的方法对pH中和过程进行在线自适应辨识去改变Hammerstein模型的动态线性环节参数。最后利用合理参数,运用模型预测控制策略对被控对象进行实时控制仿真。并与传统PID控制在控制效果上进行了比较。结果表明基于Hammerstein模型的预测控制器对于NaNO3制配实验装置的pH中和过程控制有较快的响应时间、较小的超调量和稳态误差,较好地解决了pH值非线性控制的问题。