本发明公开了一种工业过程的预测时域优化的扰动补偿控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、根据被控对象设计内环控制器；步骤2、设计外环控制器。内环控制器通过历史控制量的控制效果作为参考预测将来的控制作用，消除控制作用的盲目性。并且通过预测时域内的系统输出对系统反馈量进行修正，使得在阶跃响应或者是加入负载扰动的瞬间接收到的过程输出要比实际过程输出更加糟糕，控制器能够提供更大的控制量，提供控制系统更快的响应速度和更强的抗干扰能力。外环控制器使用二维状态观测器估计系统内外扰动的实时作用值，并在反馈中给予补偿，用补偿的方法消除扰动的影响。