在发展环境友好型和资源节约型两型社会的倡导下,发展非补燃式压缩空气储能技术是非常重要的,非补燃式压缩空气储能系统与传统的补燃式压缩空气储能系统区别在于换热储热环节,换热器设备吸收了压缩空气的压缩热,既提高了系统效率又没有化石燃料的污染,所以针对非补燃式压缩空气储能系统中换热器的模型仿真和控制策略研究是十分必要的。本文首先对压缩空气储能技术的背景及意义做了详尽的研究,其次对非补燃式压缩空气储能系统的原理和组成部分做了详细的说明,并以非补燃式压缩空气储能系统的重要环节换热器为对象进行研究。将管壳式换热器系统作为被控对象,对其进行数学建模、控制算法以及换热过程模拟仿真的研究,对于改善换热器系统的控制效果,提高换热效率具有重要的意义。利用机理建模与系统辨识的方法建立了换热器的数学模型,确定了换热器热流出口温度与冷流入口流量之间的关系,通过阶跃响应仿真实验,验证了模型的准确性。针对换热器大时滞、参数时变的特性,采用了全参数自适应Smith预估控制算法(APASPCA)对换热器模型进行控制。在常规Smith预估器的基础上,基于模型参考自适应原理,利用Lyapunov函数法设计了预估器增益和时间常数的自适应律,并利用信号相关性分析技术中的平均幅度差函数实现了被控对象纯滞后时间的最优估计,使得预估器模型参数能够跟踪被控对象参数的变化,从而保证了Smith预估器的控制效果。仿真结果表明,APASPCA算法针对具有大时滞、参数时变的被控对象换热器,具有良好的控制精度、稳定性和鲁棒性,是一种性能良好的控制方法,具有实际应用价值。