纳米制造技术是制造领域中新一代的热点技术，对人类应用纳米材料具有重要意义。而纳米制造微环境温度场控制在纳米制造过程中起着非常重要的作用。然而，纳米制造微环境具有大时滞、非线性畸变、不确定性、时变、复杂约束等特点，传统的PID控制难以在足够大范围内保障稳定、精确与均匀的温度场，因此，必须用具有“模型预测”“滚动优化”和“反馈矫正”特征的模型预测控制协调处理上述复杂特性。本文根据纳米制造温控箱机械结构特性，运用系统辨识方法辨识出了温控箱的数学模型，并分析了模型预测控制中的动态矩阵控制算法（DMC），对DMC控制算法在恒温箱温度控制系统中的应用进行了仿真分析并与传统的PID控制效果进行了比较。首先，对纳米制造微环境温控箱的机械结构特性进行了分析，验证了分离式恒温箱的设计结构与传统的一体式温控箱具有明显的抗干扰，精度高的优势；运用系统辨识方法辨识出了温控箱的数学模型。然后，对模型预测控制中的动态矩阵控制算法进行了理论分析，动态矩阵控制采用了实验易于得到的阶跃响应曲线作为预测模型，与传统PID控制算法相比，它需要更多的离线准备工作，包括得到模型系数ai,离线计算控制参数di等。采用滚动优化及反馈校正的策略，使得控制品质得到提高，并且足以克服不确定因素的影响。最后，在已辨识出温控箱模型的基础上，对温控箱预测控制算法进行了仿真，分析了DMC中各参数对控制性能的影响。仿真表明，与PID控制比较，预测控制算法在恒温箱温度控制中能够取得响应速度快、抗干扰和鲁棒性强的效果。