由于生物、医学实验室对社会可能造成危害性以及其本身对室内环境的苛刻要求,使得对生物安全实验室净化空调系统的控制就显得尤为重要。不仅要求控制系统必须具有较高的调节品质和能力,同时从绿色环保和节约能源的角度出发,要求空调系统在满足工艺及环境要求的前提下,能最大限度地降低能耗。生物安全实验室净化空调系统存在非线性、时变性和不确定性等问题,使得基于精确数学模型的控制方法难以满足上述要求。针对常规PID控制对复杂的非线性系统的局限性,我们利用一种新的非线性结构“跟踪-微分器”来产生控制器新的基本要素,并应用这些新要素的“非线性组合”方式来改进常规PID调节器,设计出一种新型的非线性PID控制器,以其适应性强、鲁棒性较强、系统规则参数整定方便、结构简单、软硬件实现都比较方便等特点,正好成为解决上述问题的一种重要方法。新型的非线性PID控制器通过找出合适的非线性函数对传统的PID控制过程进行改进,利用非线性函数对常规PID的增益参数进行非线性转换,使增益参数成为随误差信号变化的变量,从而克服常规PID的局限性,使其既能兼顾常规PID控制的优点,又能改善其在对多干扰、大滞后对象进行控制时的控制效果。通过监控软件的趋势曲线功能验证非线性PID控制的各项控制指标效果都明显优于常规PID控制,同时验证了控制系统较高的调节品质和性能。