随着科学技术的发展,开展海洋相关领域科学研究的需求不断增长,然而海洋装备的发展是支持相关科学研究的重要举措。目前,海洋生态环境和气候变化的研究主要有两种途径:船舶现场科学考察和实验室模拟实验。在此背景下,建设参数可控的海洋环境模拟实验体系(Marine Ecosystem Experimental Chamber System,MECS)显得十分有效。本文围绕小型海洋环境模拟实验舱(Mini-MECS)的温度控制问题,主要介绍了大水体的温度控制方法,通过分析国内外的研究现状,指出现阶段该方法的不足,即温度数据少,场模型准确度不足,从而导致误差较大,引出本文的研究内容,即通过研究温度场和温度控制算法,实现Mini-MECS的温度控制。本文的主要研究工作如下:首先,介绍Mini-MECS装置,包括它的组成、结构及其工作原理,并在此基础上设计其温度测控系统,包括温度场检测机械结构、水体温度场检测系统和水温控制系统;其次,建立了 Mini-MECS温度场数学模型,包括基本模型、和边界条件,并且在ANSYS中搭建了温度场仿真模型;再次,采用模糊PID控制算法,建立了一套适用于Mini-MECS的温度控制算法,并在Matlab中搭建了模糊PID控制模型;最后,在Matlab的Simulink仿真环境中,实现Mini-MECS温度控制的仿真模拟,仿真结果验证了温度场模型和控制算法的有效性。