分子量分布（MWD）是高聚物产品最重要的质量指标之一，对它实施在线控制是实现聚合生产直接质量控制的关键环节。由于MWD至今不能在线测量，因此直接质量控制成为难题。首先提出利用组合神经网络建立MWD灰箱模型的新结构。突破点在于实现了网络参数与MWD矩值间的等效相关，使模型的状态变量（前向网络的输出）具有重要物理意义，为利用矩值预估、修正和控制MWD提供新思路和途径。提出利用有限阶矩值对MWD实现部分闭环反馈控制的解决方案。针对被控矩向量自身的相关性，对矩值自由度与分布函数参变量数之间的关系进行分析，推导出被控矩向量的降维准则。结合可测或可推断的低阶矩，提出新的扩展的控制性能指标，实现聚合过程MWD部分闭环反馈控制。为方便控制策略的求解，对描述控制变量与分布输出的前向网络结构进行改进，提出SNARX-OPNN网络。基于此模型，针对系统中存在的不确定扰动和模型失配等问题，将H∞控制算法应用于MWD的控制中。探索利用周期操作模式控制半间歇反应器MWD的方法，提出通过控制引发剂方波进料的占空比实现预期分子量分布的形状控制。仿真研究表明，采用周期进料，聚合产物质量指标可以获得具有更宽的变化范围。提出两种结构逼近式建模方法建立复杂非线性系统的模型：研究使用参数分离和结构分离的方式建立复杂化学反应过程的模型方法，提出基于反应基元建立非线性系统模型的灰箱建模方法。