在工业生产过程中,温度是最常见的控制参数,为了实现温度控制过程的高效稳定运行,通常需要控制温度快速稳定的达到设定值。针对温度控制过程中存在的大惯性、大延迟等特点,传统的控制方法很难满足现代工业生产的要求,因此有必要研究新的控制方法。本文以SXF-4-10型电加热炉系统作为被控对象,提出了以下的优化控制方法:首先,提出了一种二自由度广义大琳响应控制(Generalized-Dahlin Response Control,GDC)算法。该方法利用广义预测输入算法的预测未来轨迹思想,引入广义输入过程对离散化模型的控制量与输出量进行模型预处理,从而优化了电加热炉系统开环稳定性。为了进一步提升电加热炉系统响应速度,根据简单模型预测控制(Simple Model Predictive Control,SMPC)思想与Dahlin算法相结合,设计了一个二自由度的GDC控制器,实现系统的快速响应性能,并通过扰动实验验证了二自由度GDC控制器的扰动抑制能力。最后通过仿真和应用对该控制方法进行评估,结果表明该算法具有快速的设定值跟踪特性和抑制扰动特性。其次,针对电加热炉系统的整数阶模型精度不足问题,提出了一种分数阶模型改进的二自由度广义控制(Generalized Control method based on Fractional Order Model,FGC)方法。为了简化系统控制器对分数阶模型的处理,本文采用Oustaloup近似法将分数阶模型近似为高阶整数阶模型。通过广义输入对该模型进行预处理,并结合偏差增益参数设计了新型二自由度广义控制器,进一步提高温度控制过程的快速响应性能。最后将该算法应用于电加热炉炉温控制过程,通过对实验数据的对比分析,证明了改进算法的有效性。