工业过程中的时滞现象是非常普遍的，大时滞的存在严重影响了系统的稳定性，导致系统的超调量变大，调节时间大大加长，甚至出现振荡、发散，系统的动态品质明显变差。虽然，从50年代末以来先后出现了很多关于大时滞过程的控制方法，但是很多方法基于经典与现代控制理论、计算庞大复杂，很难在工业生产中真正得到应用。因此，提出简单、有效、实用的大时滞过程的控制方法是很有意义的。一方面先进控制方法的引入可以进一步发展经典的时滞过程控制方法，另一方面，这些方法的实用性较强，为控制时滞过程的实施提供了可靠性。 任何一种事物的出现和发展是必然的，是随着需要而产生的。工业过程的发展引起了复杂系统的出现，而复杂系统的控制特点又引发了智能控制方法的研究。因而，自动控制的发展在经历了经典控制理论和现代控制理论后，进一步发展到智能控制阶段。复杂系统具有不确定性、非线性、时变性和多变量耦合的特点，而计算机科学技术的引入又给智能控制方法的发展带来了新的推动力，使很多原本不能实现的方法能够得以真正的应用。 南洲水厂的混凝投药过程是一个复杂的物理化学反应过程，反映到控制理论上就是一个具有一阶惯性大时滞传递函数的复杂过程。要对这个过程实现自动控制首先要解决的问题就是针对大时滞的控制研究。南洲水厂沉淀池的纯滞后时间大约为60—120分钟，矾花在水中凝聚沉淀的反映时间约为20—30分钟，τ/T为3—6，是典型的大时滞、大惯性而且是时变的系统，常规控制技术无法解决。因此考虑用无模型自适应控制器(MFAC)控制南洲水厂的混凝沉淀的大时滞过程。 无模型自适应控制器是新型的控制仪器，除了具有通常的PID控制模块外，还有对大滞后很有效的抗滞后控制模块。通过实验证明，MFAC对水厂模拟对象控制效果很好，因此，可以说，无模型控制器是水厂混凝投药过程控制仪的理想选择。 本文基于这个立足点，在大时滞过程控制策略与方法的研究方面作了如下一些研究，具体如下： 1．以一阶惯性加时滞过程为研究对象，通过数字仿真和在实验室的物理对象进行的控制实验，研究了一些比较适合典型工业过程应用的PID整定方法的特点。本文选取了控制工程中常用的4∶1衰减法、临界比例度法、鲁棒PID参数整定法和ISTE(Integral Squared Time-weighted Errors)最优参数整定法，从系统跟踪、抗干扰性能和鲁棒性方面进行了分析比较研究。本文的研究结果对于典型工业过程的PID控制器参数的整定有一定的借鉴作用。 2．对大时滞过程应用无模型自适应控制器(Model Free AdaptiveController，MFA)进行了控制性能的实验研究。实验结果表明，MFA对大时滞过程具有良好的输出跟踪性能，有很强的自适应能力和鲁棒性，与传统的PID控制器相比，有着明显的优越性。 3．对单神经元自适应控制进行了研究，着重研究了单神经元自适应PID智能控制器的设计及其控制算法，并对原有的控制算法作了一些改进，并进行了仿真，通过大量的仿真研究，总结了两种单神经元自适应PID控制算法的特点，并通过仿真研究得到改进算法的优越性。