与传统加热方式相比,微波的体加热方式具有绿色清洁、选择性加热、加热速度快、加热及时等优点,且目前也已在工农业以及医疗领域中取得了一定的应用价值。然而,介电媒质在微波作用下所存在的温度分布不均、局部过热等现象可能导致热失控等安全问题。解决或改善这些问题的主要举措是对受热媒质的温度或温升速率进行有效控制。但是,这种使媒质从内部快速升温的加热方式,加上系统具有时变、外部扰动以及内部不确定性等特点,使得对受热媒质的温度实施精确实时的控制存在一定困难。因此,论文通过综合分析微波加热的原理、特点以及系统的基本组成,采用多率自适应控制策略,分别对媒质单点以及多点的温度进行跟踪控制研究,以达到抑制热失控和改善媒质温度分布不均的目标。主要内容如下:(1)针对热失控的问题,考虑到微波加热过程中存在微波馈入功率速率快于温度检测周期的情况,提出采用SISO多率自适应控制策略,通过快速准确地控制微波功率,对媒质多个温度检测点中的最高温度进行跟踪控制,以此来达到抑制热失控的效果。该控制策略通过引入内模滤波器,将跟踪问题简化为稳定问题,利用自适应输出估计器对多率系统进行辨识;考虑到系统的非对称性饱和的输入约束情况,对基于ASPR条件下的自适应算法进行改进。最后,对该控制策略的有效性进行仿真分析以及实验验证。(2)针对受热媒质温度分布不均的问题,提出SIMO多率自适应控制策略,通过对媒质多点的温度进行有效控制,达到改善媒质温度均匀性的目的。该控制策略首先利用多率采样及内模滤波器,将SIMO系统的跟踪控制问题转化为输入输出等维的MIMO系统的稳定问题,以满足自适应控制器的设计要求;进一步,针对系统的输入约束,提出改进的自适应控制算法,并利用Lyapunov第二法对所提算法的稳定性进行证明;最后,仿真分析该控制策略在改善媒质温度均匀性上的有效性。