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双容水箱液位系统是典型的具有非线性强耦合的双输入双输出被控对象,工业上许多的多输入多输出被控对象的整体或局部都可以抽象成双容水箱系统,因此,双容水箱系统的液位控制实验研究具有广泛的应用背景和很高的研究价值。然而,工业中常见的一些经典控制方法大多采用多个独立控制回路分别设计控制器,忽略了系统的耦合关系,故通常难以取得满意的控制效果。所以,针对双容水箱系统的结构特点,设计有效的控制方法并成功应用于仿真和实际研究中,成为急需解决的关键问题。本文依托东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,采取了一种基于神经网络的非线性自适应解耦切换控制方法并针对实际的双容水箱系统进行了液位控制研究,主要工作归纳如下：1.针对双容水箱液位耦合系统的实际结构,根据动态物料平衡方程建立机理模型,将机理模型在工作点附近线性化得到控制器设计模型,并通过参数辨识实验确定模型的未知参数,为控制器参数设计及实验研究提供基础；2.将双容水箱系统的数学模型表述为低阶线性模型和高阶非线性项之和的形式,并针对其非线性强耦合特点,在工作点附近设计了由线性自适应解耦控制器、基于神经网络的非线性自适应解耦控制器和切换机制组成的非线性自适应解耦切换控制器；3.在MATLABSimulink仿真平台上利用所设计的切换控制器进行了双容水箱系统液位控制的仿真研究,并与采用常规PI控制器、线性自适应解耦控制器、基于神经网络补偿的非线性自适应解耦控制器和基于前一拍补偿的非线性自适应解耦控制器时的液位仿真控制实验结果进行对比分析,验证了该切换控制器能够获得更佳的控制效果；4.在双容水箱系统实验平台上,进行了基于神经网络补偿的非线性自适应解耦切换控制实验研究,并与采用常规PI控制器和线性自适应解耦控制器时的液位控制实验结果进行对比分析,验证了所设计的非线性自适应解耦切换控制器能够达到满意的双容水箱液位控制效果。本文所进行的实验研究显著改善了经典控制方法下双容水箱系统的液位控制效果,具有很高实际应用价值。