北方冬季气候干燥,部分地区使用燃煤供暖,造成空气污染和一系列安全问题,为响应国家“煤改电”政策,空气能热泵因清洁,环保,节能,安全取代燃煤北方供暖主力军成为新宠,迅速占领市场。通过调查空气能热泵的起源和对当前市场份额占有率的研究,发现空气能热泵仍有很大市场空间,伴随着技术改进,空气能热泵控制系统结构由简入繁,且主要和辅助部件增加,主汽温的非线性、时延性的特性都愈加凸显,使控制系统更加复杂。传统空气能热泵制造工厂普遍选用PID控制方式来控制主汽温系统,但难以适应如今的复杂系统,因此如今需要改进控制算法,提高系统控制效果。首先通过研究空气能热泵结构组成、空气能热泵系统分布图、制冷制热状态时系统各个部件静态和动态特性及逆卡诺循环的基本原理并结合空气能出热特性分析,采用两点法建立仿真模型,对如今主流智能控制方式对比分析,模糊算法适合运用在温度控制中。然后设计模糊PID控制算法结构,进行模糊规则的选取;设计模糊控制器,选取匹配模糊化和解模糊方法;确定模糊控制器的类型;设计模糊PID控制方案,最后在模糊控制方案上增加Smith预估补偿控制,设计Smith-模糊PID控制器,通过Matlab仿真软件对设计方案行进仿真。通过仿真结果分析证明,无干扰情况下,对比PID和模糊PID控制方案,Smith-模糊PID具有响应快,超调量小,调节快等优点;当添加干扰信号后,通过实验数据对比分析,Smith-模糊PID控制方案控制效果仍领先另外两种控制方案,对比结果证明设计可行。