本书根据作者近年来的科研成果和应用实践，从科学原理、整体技术、理论要点、实施细节诸方面对双层结构预测控制这一工业预测控制的主流技术进行了全面的介绍，旨在搭建工程实践与理论之间的桥梁，以此促进工业预测控制技术在我国的研究与应用。书中围绕双层结构预测控制的框架，详细地阐述了工业预测控制所涉及的基础理论和应用技术，包括模型辨识、状态估计、开环预测、稳态目标计算、动态控制实现等。

本书内容包括过程控制装置、简单控制系统、复杂控制系统、过程计算机控制系统和过程控制系统应用及工程设计五部分内容。主要介绍了过程控制系统的基本原理、结构特点、适用场合和设计应用等问题。

本书阐述了目前在工程技术领域备受关注的三种先进控制理论。首先介绍了滑模变结构控制，针对连续时间系统和离散时间系统分别讲述；然后介绍了估计理论，包括参数估计、状态估计、Kalman滤波和估计融合等相关内容；最后介绍三类基本的预测控制算法，即模型算法控制、动态矩阵控制和广义预测控制。