液位不仅是工业过程中的常见变量,且便于直接观察,也容易测量。以液位过程构成实验系统,可灵活地进行过程组态,实施各种不同的控制方案,可以构成一阶系统,二阶系统,三阶系统和双入双出系统。液位控制系统是过程控制的重要研究模型,对液位控制系统的研究具有显著的理论和实际意义。论文以“控制理论与控制工程”学科实验室建设为背景,针对开发研制的三容水箱液位控制实验系统,进一步完善实验系统的软硬件设施建设,针对系统中存在的问题和不足之处加以及时的改进和完善,使实验设备能够更好地应用于实验教学之中。从总体上对三容水箱液位控制系统的硬件结构、各种对象的工作原理进行了详细的说明,并给出了实际中的设置方案,对系统所用的进水阀门和泄水阀门的非线性进行了详细的讨论和分析,并给出实际中使用的线性化方程和非线性补偿算法,对实际对象进行了数学建模,并在此基础上对所建模型的参数进行确定,着重以阶跃响应曲线法和最小二乘辩识的方法进行了详细的研究。本文以三容水箱液位控制系统作为研究对象,对几种控制算法进行了研究,其中包括PID控制算法、积分分离PID控制算法、大林算法、Smith预估控制算法、模糊控制算法和模糊PID控制算法,并通过实际C语言编程对控制算法进行具体实现,同时结合Matlab对系统进行仿真研究,说明了各控制算法的可行性和优越性。