本发明涉及一种级联耦合下的分布式智能自主控制方法，包括如下步骤：第1步：对于每个设备建立基于状态自学习的非线性动力学模型，得到L个分布式非线性预测模型；第2步：每个设备根据自己的状态在线学习自回归模型参数；第3步：对于在线控制，获得第l个设备未来输出的多步预测，然后进行控制序列的优化；第4步：将控制序列的第一个值应用于设备l，如果l＝L，跳转到步骤2继续进行滚动优化，否则继续执行步骤5；第5步：预测信息沿级联方向传输，计算第个设备l+1的未来的入口条件；第6步：令l＝l+1并跳转到步骤3，实现级联分布式控制。相比其控制精度大大提升，为多设备级联下的精细化控制提供了新的解决思路。