针对相变材料充装过程中换热装置出口温度控制非线性、时滞性特点，提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法整定的双自由度内模控制PID(PSO-TDF-IMC-PID)控制策略。基于内模原理设计了IMC-PID控制器，并利用PSO算法对控制器参数进行整定。借助仿真工具，进行阶跃响应仿真、抗干扰性仿真研究、模型失配情况仿真研究。结果表明：所提控制方法克服了IMC-PID的缺点，参数整定效率高，鲁棒性强，改善了相变材料出口温度控制效果，并且具有很好的抗干扰能力。
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