1.一种基于新型二自由度内模PID的加热炉温度控制方法，包括如下步骤：步骤1、设计内模控制结构；

步骤2、改进的二自由度内模控制结构的设计；

步骤3、稳定过程的控制器设计及整定。

2.如权利要求1所述的基于新型二自由度内模PID的加热炉温度控制方法，其特征在于：步骤1具体如下：

1.1根据传统的内模控制结构设计结构，G(s)代表受控过程被控过程对象，M(s)代表过程模型，GIMC(s)代表内模控制器；r表示控制系统的输入；y表示控制系统的输出；d表示干扰信号；

1.2系统输出的闭环传递函数：

1.3模型准确时，即G(s)＝M(s)时：y＝GIMC(s)G(s)r+[1-GIMC(s)M(s)]d设定点跟踪特性和抗干扰抑制特性是与GIMC(s)相关；

1.4利用内模控制设计过程，将过程模型分解为：M(s)＝M+(s)M-(s)其中，M+(s)是过程模型不可逆的部分，M-(s)是过程模型可逆的部分；

1.5选择内模控制器GIMC(s)作为可逆部分的倒数，即：

1.6增加一个内模控制低通滤波器，低通滤波器传递函数用于使控制器稳定，设计的内模控制滤波器形式是：其中λ是调整参数，r选择足够大以满足IMC控制器合适；

1.7通过步骤1.5到1.6，内模控制器为：

1.8时间延迟部分e-θs选择以下形式近似：

1.9通过结构转换，将上述结构等效变换成经典反馈控制结构；

1.10根据等价关系，得到对控制器C(s)的设计：

3.如权利要求1所述的基于新型二自由度内模PID的加热炉温度控制方法，其特征在于：步骤2具体如下：

2.1设计二自由度内模控制结构，Q1(s)和Q2(s)构成了二自由度内模控制器；

2.2计算出控制系统输出与干扰之间的关系：

2.3过程的输入输出之间的互补灵敏度函数t(s)是：

2.4由上式可以得到控制器Q2(s)：

2.5然后，进一步获得输出和干扰之间的关系：

2.6选择互补灵敏度的形式：t(s)＝G+(s)h(s)其中， λ2为待整定参数；

2.7得到控制器Q2(s)的形式：

2.8将上述二自由度内模控制结构图等效地转换成传统二自由度内模控制结构，C1(s)和C2(s)构成了二自由度控制器；

2.9根据等价关系，可以得到：C1(s)＝Q2(s)

2.10通过计算，可以得到：

4.如权利要求1所述的基于新型二自由度内模PID的加热炉温度控制方法，其特征在于：步骤3具体过程如下：

3.1首先考虑选择λ2的值，也就是对Q2(s)进行设计；对λ进行调节以达到系统要求的设定点跟踪特性；

3.2在选择λ2时，在原有C2(s)的基础上增加了加权因子μ；考虑设定点控制器的设计形式如下：其中，0≤μ≤1；μ的选择根据设定点的响应在[0,1]内进行在线整定，直到达到所需的设定点响应为止；

3.3考虑一阶过程模型：

其中，K是过程增益，T是过程时间常数，θ是延迟时间；

3.4在二自由度控制结构中，内模控制滤波器h(s)合理的设计为以下形式：

3.5步骤2的设计方法可以获得控制器：改写成如下形式：

3.6将内模反馈控制器应用于PID控制器结构中：其中，Kc，Ti，Td分别对应于PID控制器的比例增益系数，积分增益系数和微分增益系数；

3.7通过相应的内模控制器和PID控制器的近似，可以得到：CPID(s)＝C1(s)即：

3.8为了简化计算，令 其中，m(s)＝0.5Tθ2s3+(Tθ+0.5θ2)s2+(T+θ)s+1n(s)＝K[0.5λ2θ2s2+(λ2+0.5θ2)s+(λ2+θ)]然后可以得到：

Kc＝W'(0)

Ti＝W-1(0)

3.9根据麦克劳林展开序列可以获得各个整定参数为：Ti＝K(λ2+θ)

3.10在获得PID参数之后，进一步的微调以获得控制器；

3.11考虑二阶时延过程模型：其中，T1、T2为过程模型时间常数；

3.12通过将控制器形式减少到与下式的超前滞后滤波器串联的PID控制器的形式来实现PID参数：

3.13通过计算和简化，可以得到：

3.14获得控制器的各个参数：a＝0；b＝0.5θ2；c＝θ；d＝0Ti＝T1+T2；

3.15在获得PID参数之后，进一步的微调以获得的控制器。