为了实现盾构机掘进过程密封舱土压平衡的精确高效控制，提出了盾构刀盘系统、推进系统和排渣系统的综合优化控制方法。设计了以扭矩切深指数（TPI）和场切深指数（FPI）为特征输入参数的地层识别系统，然后建立了专家控制系统，根据地层识别的量化结果和控制规则给出刀盘转速的控制策略；在此基础上，提出了采用最小二乘支持向量机（LS-SVM　）非线性预测控制方法来协调控制推进速度和螺旋输送机转速，并利用蚁群算法（ACS）滚动优化控制变量，实现密封舱土压平衡控制。实验结果表明即使在工况发生变化时亦能够很好地控制密封舱土压平衡，证明了方法的有效性，实现了盾构机土压平衡的多子系统协调优化控制。