本文针对在冶金、化工行业常见的机加工零件热处理加热炉温度控制系统工艺，分析了其控制特性，论述了机械零件热处理加热炉控制系统的设计方案。针对工业加热炉具有的惯性大，滞后时间长的特质，本论文提出采用模糊控制方案。论文简述了模糊控制的基本原理和算法构成，对模糊控制器的设计步骤，参数选择，控制效果和鲁棒性进行了分析。此外，还对传统的处理带大滞后对象的方法—Smith补偿进行了详细的介绍，对其补偿原理进行了分析，并指出了其在实际应用中的不足，在其基础上，提出了一种基于模型的预估算法。通过对模糊控制算法和其它传统控制算法对同一对象的控制效果的比较，分析了它们各自的优劣，并将模糊控制与基于模型的预估算法结合起来，提出了一种新型的基于模型的预估模糊控制算法，分析了其控制的原理和可行性。最后，在MATLAB实验环境下，应用该算法对带有大滞后的被控对象进行了仿真分析。实验结果表明，基于模型的预估模糊控制算法具有较好的控制精度和响应速度，而且具有很好的鲁棒性，系统既“快”又“稳”的控制品质得到充分的体现。由于此控制算法结构简单，便于工程推广应用，具有很广阔的应用前景。