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为避免加权系数方法和字典序方法各自在多目标动态优化中的缺点,提出了基于分层思想的多目标非线性预测控制器框架结构,并以改进的遗传算法实现了该控制器.为降低在线非线性多目标优化的计算量,控制器采用了阶梯式控制策略.以双容水箱为对象的仿真控制实验,结果验证了该控制器在多目标非线性控制中的性能.