现代工业过程系统具有非线性、存在各种软硬约束、受到系统安全和环保限制等特点。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)因具有显式处理约束、非线性等的能力得到了广泛关注。双模策略是保证非线性MPC(NMPC)闭环稳定性的主要方案之一,现有双模NMPC策略虽然解决了终端域保守的问题,但针对双模经济MPC扩大初始可行域仍然是亟待解决的热点问题。另外面向变经济性能和安全操作的双模EMPC(Economic Model Predictive Control)相关研究仍存在不足。因此,针对仿射输入系统对经济模型预测控制策略的研究存在重要意义。论文在回顾总结国内外相关文献的基础上,针对具有状态和控制约束的连续时间仿射输入非线性系统,应用平衡面、控制李雅普诺夫函数(control Lyapunov Function,CLF)和控制避障函数(control Barrier Function,CBF)工具,研究仿射输入系统双模EMPC策略。论文主要研究成果如下:(1)针对约束系统大范围经济性能优化控制问题,提出一种仿射输入系统多平衡点双模EMPC策略。利用非线性系统平衡面的概念得到一组过渡平衡点,进而得到终端域并集,与常规终端域相比,并集在实现相同功能的基础上扩展了区域范围,从而进一步减少了系统运行时的计算量,同时使初始可行域得到扩展,即扩大了约束系统范围。以等温连续搅拌釜反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)为例验证该方案的优越性。(2)针对非线性约束系统经济性能可变的问题,提出一种变经济性能仿射输入系统双模EMPC策略。通过调度平衡点,应用上述多平衡点双模EMPC策略使闭环系统不断满足时变的经济性能,且一定程度降低了计算量。并同样通过等温CSTR的化工过程实例验证了算法在经济性能发生变化时的可行性。(3)考虑不安全操作对生命和财产造成的灾难性后果,提出一种保安全和稳定的双模EMPC策略。将基于控制李雅普诺夫避障函数(control Lyapunov-Barrier Function)的控制方法用于双模EMPC策略中,获得闭环稳定性、流程运行安全性和最优经济性能。最后仿真验证了控制器的有效性。