工业现场广泛存在大时滞的被控对象,传统控制方法难以获得满意的控制效果。因此,对该类问题的研究长期以来是控制界的热点之一。为此,本课题主要展开以下研究:首先,分析了大时滞系统控制效果恶化的原因;进而利用劳斯判据和图解法分别求取有、无时滞系统的控制参数域,以此量化时滞对象控制难度;研究了工业现场应用较广的传统PID算法、理论上解决时滞问题的Smith-PID算法、吸取PID优势且在一定程度上避免其局限性的智能轨迹导引控制算法的原理及局限性。其次,针对大时滞系统,因时滞存在,难以及时得到控制量响应反馈,而无法及时调整控制量以动态调节控制效果的问题。通过引入对象模型,解决控制量响应无法及时反馈的问题,实现了及时调整控制量以动态调节控制效果。模型无失配时,控制效果良好;模型失配时,会存在静差,通过结合实际响应反馈消除静差,设计了改进智能轨迹导引控制算法,论证了算法的可行性;将改进智能轨迹导引控制算法应用于一阶惯性加时滞系统,并设计了与智能轨迹导引控制算法的对比实验,验证了改进智能轨迹导引控制算法的优势。再次,改进智能轨迹导引控制算法仍存在系统实际响应反馈与所对应过渡过程导引给定不同步的问题,使实际响应参与到控制中时,对控制量的调整不够合理,影响控制效果。为此通过引入估计时滞的方法处理对应于系统实际响应的过渡过程导引,设计了智能双导引控制算法,使过渡过程导引给定与实际响应反馈尽可能地同步;以无时滞过渡过程对模型输出进行速度量导引,以时滞过渡过程对实际响应进行位置量及速度量导引,以此双导引控制方式,实现了系统实际响应合理地参与到控制中并调整控制量;针对一阶惯性加时滞系统,所设计算法与改进智能轨迹导引控制算法仿真对比可知,智能双导引控制算法作用下的系统响应能够更快速准确地稳定于设定值;进而与PID、SmithPID及智能轨迹导引控制算法进行了仿真对比,实验结果表明,所设计的智能双导引控制算法应用于大时滞系统具有一定的优势,改善了大时滞系统的控制效果。最后,为辅助控制算法的设计与调试,基于一体化控制实验箱,设计了贴近实际工业过程的温度控制信息物理系统,并完成其整体架构;将智能双导引控制算法应用于此系统,并设计了PID、Smith-PID及智能轨迹导引控制算法应用于此系统的对照实验,从贴近实际工业过程的实物控制角度验证了智能双导引控制算法的有效性。