本发明一种基于模型预测控制的平行结构频谱优化方法与系统，采用参考值追踪模块和频谱整形模块并行结构以实现频谱控制，其中参考值追踪即基于模型预测控制，实现控制变量的参考值追踪；频谱整形则是对滤波后的控制变量进行时间补偿计算及预测计算，预测控制变量在滤波器的通带频率范围内的频率分量，并添加到成本函数中，当开关状态的误差大小相同或相近的情况下，若某开关状态能产生更少滤波器通带内的频率分量，使得成本函数最小化，则该种开关状态将被优先选择，从而实现频谱整形控制。本发明针对高通滤波器及带通滤波器的滤波特性，采用参考值追踪和频谱整形并行，可实现针对控制变量不同频率范围的频谱整形，即误差跟踪和频谱整形并行控制。