研究了脉冲萃取柱水力学参数的在线测量问题.设计了两种特殊结构的吹气探头,安装在脉冲萃取柱下扩大段,消除了脉冲对吹气测量的影响,可以得到不同操作条件下的两相界面、流体密度、脉冲频率、振幅和存留分数的测量结果.在数据处理中,采用扣除本底的方法大大提高了测量精度.实验结果表明,该方法的测量精度能够满足控制过程对测量的要求,是一种简单、有效的测量方法.在上述研究的基础上选取适当的实验条件,并通过动态数据的系统辨识得出各实验条件下系统的传递函数.根据传递函数分析系统的稳定性、可控性和可观测性,结果表明,脉冲萃取柱开环系统是稳定的,具有完全的可控性和可观测性.使用MATLAB及其相关组件设计并模拟了标准PID、精调Ziegler-Nichols、最优PID、LQG、自适应等控制方法.仿真结果表明,最优PID控制响应速度快、无超调、稳定性能好,是最适于脉冲萃取柱过程控制的方法.将最优PID控制策略应用于脉冲萃取柱的实际操作.实验证明,该方法的控制精度好,在当前实验条件下能够很好的满足控制要求.该论文工作解决了吹气法测量脉冲萃取柱参数测量的技术难关,在国内首次通过吹气法实现了参数的在线测量;利用该方法,并将成熟的控制理论与萃取过程相结合,从脉冲萃取柱系统本身的动态特性出发研究存留分数的控制方法,从而避免使用复杂萃取柱水力学和传质公式,用更简便的方法实现了对萃取柱存留分数的控制.该研究直接为中国正在建造中的后处理中试厂提供了技术支持,也为中国自主开发的处理高放射性废液的TRPO流程的工业化提供了技术储备.