近年来,随着化工生产过程的要求进一步提高,经济模型预测控制（Economic Model Predictive Control,EMPC）应运而生。EMPC现阶段研究共有三类主流方法,分别为无穷时域EMPC、有终端约束EMPC以及模式切换类EMPC。本文主要针对模式切换类EMPC展开研究。传统模式切换类EMPC策略以切换时间作为优化模式与控制模式的切换点,并将其设定为预置参数,该策略存在三个问题:一、系统的经济性能与控制性能非最优,经验估计得到的切换时间无法保证是系统的最优切换点。二、抗干扰能力差。实际生产过程中,随时可能出现扰动,预先固定切换时间无法根据扰动进行及时的调整。三、长周期下,兼顾控制目标可达的情况下,经济性能较差。为解决上述问题,本文针对一类非线性仿射系统,提出在线估计切换时间的经济模型预测控制算法,并将其拓展到长周期控制过程中。首先,确定控制模式下的辅助控制器,通过分析Sontag控制器与MPC控制器的设计、稳定域以及各自的优缺点,并最终选择Sontag控制器作为后续研究的辅助控制器。其次,设计有限时间内在线估计切换时间的EMPC算法,将整个优化控制过程分为两部分:第一部分为在线估计切换时间,将切换时间这一预置常量更改为变量,根据检测的状态值结合终端时间等参数,对切换时间实时更新估计;第二部分为优化控制部分,将第一部分得到的切换时间作为模式切换条件带入到优化控制问题中,确定操作模式。为保证切换时间估计的准确性,设计校正环节,最终确定优化控制过程的最优控制律。最后,对长周期下模式切换类EMPC算法下系统的经济性能与控制性能展开分析,将有限时间的在线估计切换时间的EMPC算法拓展应用到长周期过程,提出循环式EMPC控制策略,实现长周期过程的优化与控制。本文解决了传统模式切换类EMPC存在的问题。有限时间下,在线估计切换时间的EMPC算法保证了每一时刻都可以在控制目标可达的前提下经济性能最优,避免了传统模式切换类EMPC控制策略可能导致的的控制目标不可达或经济性能较差的情况。进一步,长周期下,通过循环控制策略实现了过程的优化控制,优化模式与控制模式灵活切换,同时可以及时应对扰动的出现。通过仿真实例进行模拟,仿真结果验证了方法的有效性。