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随着世界人口的增长,人类对木材资源的需求也日益增加。木材资源作为一种可再生的自然资源,其可再生的能力已经无法满足人类日益增长的需要。如何有效地利用有限的木材资源,提高木材的使用效率以及提高木材制品的质量受到了世界各国政府的关注。木材炭化技术是指在不含任何化学剂的条件下对木材进行高温炭化处理。经过炭化技术处理后的木材具有防腐、抗虫蛀、环保、耐用等特点,所以该技术是延长木材使用寿命、减少环境污染和提高木材性能的有效措施。然而国内木材炭化生产过程使用的控制算法还不成熟,炭化木的生产效率还不是很高,因此对木材炭化过程的控制技术研究具有重要的意义。本文在模糊PID控制、自适应控制和Smith预估器的基础上,提出一种改进型的模糊自适应PID-Smith预估器。该方案由前端控制器和后端控制器共同组成。采用基于木材炭化控制过程设计的模糊自适应PID控制器作为前端控制器,代替传统的PID控制器。根据木材炭化控制过程的特点和PID参数的调节规律,设计出一系列模糊规则,并将模糊规则运用到模糊自适应PID控制器中。此外,针对炭化控制系统具有时滞性的特点,本文对Smith预估器进行了研究。针对在缺乏精确数学模型且参数时变的时滞性控制系统中,基于PID控制器的Smith预估器无法得到理想的控制效果,在常规Smith预估器的基础上,引入一个内反馈环和一个自适应调节器,设计出一种改进型Smith预估器,进而确保了系统状态的稳定性,增强了控制器对时变环境的抗干扰能力,并将它作为本文改进方案的后端控制器。本文在Matlab下进行了仿真实验。首先验证了模糊自适应PID控制器作为前端控制器的稳定性。然后分别在模型精确和模型失配的情况下,进行常规模糊自适应PID-Smith预估器和本文改进方案的对比实验。仿真实验表明：本文改进方案相比于常规的模糊自适应PID-Smith预估器而言,在一定程度上减少了系统的超调量。在模型失配20%的情况下,改进方案受模型变化的影响较小,在加入外界干扰信号后,围绕预期值的波动范围较窄,具有较强的稳定性。本文将改进型模糊自适应PID-Smith预估器运用到木材炭化控制系统中,以炭化温度控制系统的数学模型为被控对象进行仿真实验。仿真结果表明：改进型模糊自适应PID-Smith预估器在一定程度上提高了系统的响应速度,增强了系统的稳定性,具有良好的控制效果,适用于木材炭化控制系统。