半导体生产工艺中需要将气体原料稳定输送到反应室中进行化学反应,但一些常压下沸点较低的气体在长距离管道输送时会产生冷凝物导致管道阻塞,且化学反应也需要在设定的工艺温度下进行。故本文设计了一种管道加热器用以对输气管道进行主动加热,并基于管道加热的特点开发出一套输气管道温度控制系统使管道内气体温度稳定保持在设定值以提高生产效率。主要工作总结如下:（1）控制系统硬件的设计。针对管道加热器在连续加热情况下带来的温度超调等控制难题,设计了采用PWM调控的周期性加热控制器以及控制系统。（2）温度控制算法的研究与实现。针对管道加热过程非线性、时滞性的特点,分别对模糊PID算法、基于CARMIA模型的广义预测控制算法进行设计并结合。依据加热控制系统特点选择合适的控制参数,对所设计算法进行仿真对比,得到基于预测的模糊PID控制在加热控制上能取得更优控制效果的结论。（3）加热控制系统软件设计。单片机编程实现数据实时采集并传输至上位机、基于预测模糊PID控制算法以调节平均加热功率。为了提高上位机软件在大数据量的分布式系统中的可用性,软件设计实现了基于缓存机制、多核并发技术和发布订阅架构的分布式系统。（4）温度控制实验验证。采用对照实验的方法分析对比这两种算法的控制性能,证明了所采用的模糊预测PID算法对管道加热具有良好的控制作用。