双重或多重控制系统是一个被控变量采用两个或两个以上操作变量进行控制的系统。此系统采用两个操作变量,其中一个操作变量满足经济性和工艺合理性,但对干扰的克服不够及时有效；而另一个操作变量满足有效性和快速性,但是经济性和工艺合理性较差。双重控制系统是综合这些控制变量的各自优点,克服各自弱点进行优化控制的系统。本论文以双重控制系统为背景,首先论述了双重控制系统的基本原理、结构和工作原理,从理论层面分析其性能特点；其次通过系统建模和系统仿真,比较双重控制系统与单回路反馈控制系统以及同类型的复杂控制系统,了解其优缺点；然后引入先进控制算法对传统双重控制系统进行改进,通过仿真实验验证新型双重控制系统的优越性；最后为了将研究的算法工程化,以OPTO22PAC Project为基础开发了一套实时监控软件,从而可以有效的对烟草复烤过程的出口水分进行控制,体现其实用价值。本论文侧重于新型双重控制算法的理论研究以及其在实际工业生产的应用。相对于主、副回路采用简单PID控制算法的传统双重控制算法,新型双重控制算法在主回路中采用预测PI控制算法,有效的避免了PID控制算法调节速度慢、波动大的缺点从而使控制精度大大提升。然后将新型双重控制算法应用于烟草复烤过程的出口水分控制。烟叶复烤过程是一个多干扰、强耦合、大滞后、非线性、不确定的大热容过程,不同过程的任一区段温湿度的变化都会影响到其后各段的参数和出口烟叶含水率。面对这一复杂被控对象,采用新型双重控制算法可以降低烟叶复烤过程中出口水分的波动幅度,提高了烟叶的合格率和优质率。为了将该新型双重控制算法更好应用于实际生产中,最后将以OPTO22PAC Project为基础设计一套实时监控软件,增加了该控制算法的工程应用性。