本发明针对中卸式水泥生料粉磨系统具有粗粉仓和细粉仓两个控制回路，相互之间存在耦合作用，两个仓的负荷需要协调优化的特点，采用了具有优化和控制两层的双层结构预测控制方法对控制系统进行独立的优化控制。稳态优化层根据经济优化指标实现粗粉仓和细粉仓的负荷优化；动态控制层选择磨音和细粉仓入口负压作为输出变量，喂料量和分料阀开度作为输入变量，选粉机转速作为前馈变量，形成2输入2输出1前馈的多变量预测控制系统。本发明有效地提高了生料磨的总体负荷水平，避免了粗粉仓和细粉仓分别控制时存在的相互耦合作用，降低了喂料量滞后的影响，抑制了产品质量调整时对控制系统的扰动作用，提高了自动化程度，增加生料产量，提高控制系统的连续运转率，为企业增加经济效益。