1.一种工业加热炉的二自由度内模控制分析方法，包括如下步骤：步骤1、建立被控对象的过程模型；

步骤2、设计二自由度内模PID控制器；

步骤3、对设计的控制器进行稳定性分析；

所述步骤1具体如下：

1.1首先考虑化工过程一阶加时滞过程对象的传递函数和标准的比例积分微分控制器传递函数，如下式所示：

其中，P(s)是过程对象传递函数，K是过程增益系数；T是过程时间常数；τ表示延迟时间；C(s)是PID控制器传递函数；Kc是控制器的比例增益；Ti是控制器的积分时间常数；Td是控制器的微分时间常数；

1.2假设存在一个虚构的一阶滤波器用于取代过程模型的零极点，其形式如下：其中，I(s)为虚拟滤波器，主要用来转换稳定或不稳定一阶过程的极点和零点；η表示虚拟的滤波器时间常数；

1.3虚拟滤波器的时间常数取决于过程的时间延迟和时间常数比，这里选择时间常数η＝2min(τ,T)；

1.4一阶时滞过程串联一个虚拟的滤波器，得到新的模型：所述步骤2具体如下：

2.1将系统模型分解成两部分：GM(s)＝GM+(s)×GM‑(s)‑τs

其中，GM(s)表示系统的过程模型传递函数；GM+(s)是全通部分，且GM+(s)＝e ；GM‑(s)是最小相位部分，

2.2选择内模控制滤波器为 那么系统的内模控制器为：‑1

Q1(s)＝GM‑ (s)*f(s)其中，λ为待整定的参数；

2.3为了解决模型不匹配或者干扰抑制问题，设计一个额外的干扰抑制内模控制器Q2(s)，其形式如下：

其中，a满足以下关系式： p1,p2,...pM为过程模型的极点；λd为干扰抑制控制器整定参数；

2.4理想的内模控制器的形式如下：

2.5选择一阶泰勒级数法近似延迟时间常数：‑τs

e ≈1‑τs；

2.6为了进一步得到更好的瞬态响应，在控制环路中加一个PD控制器：W(s)＝α+βs；

2.7系统的开环传递函数为L(s):L(s)＝C(s)W(s)Gp(s)；

2.8由步骤2.7，令s＝jw，根据相位裕度和增益剪切频率指标，控制器设计规范如下：其中，wg为增益剪切频率；φm为相位裕度；

2.9由步骤2.8可以根据给定的相位裕度和增益剪切频率可以获得PD控制器参数；

2.10根据以上步骤，经简化可得控制器的形式：

2.11把需要消去的极点和零点置换成设计的极点和零点：令 通常对于一阶滞后过程模型，滤波器时间常数选取为λ＝η＝2min(τ,T)，进一步简化后得到控制器为：

2.12由步骤2.11可得PID控制器的各个参数为：

2.13为了减少大的超调，PID控制器加上设定点权重并作用于被控对象：其中，μ为设定点权重因子；e(t)＝r‑y，r是设定点输入数据，y是输出数据。

2.如权利要求1所述的工业加热炉的二自由度内模控制分析方法，其特征在于：所述步骤3具体如下：

3.1根据鲁棒稳定性理论，闭环系统的稳定性：其中，lm是过程不确定性约束；

3.2模型的失配度：

lm＝sup(em)

其中，em是过程和过程模型的失配程度；

3.3如果过程存在不确定性增益：

3.4利用鲁棒稳定性定理，得到：

3.5为了保证闭环系统的鲁棒性，考虑了干扰抑制项：|em(jw)T(jw)|+|Wm(jw)(1‑T(jw))|＜1其中， Wm(jw)是权重函数，由1‑T(jw)给定。