多罐液位系统具有明显的非线性、大惯性和时滞等特性,这些特性为各种控制策略提供了研究平台,对工业生产中液位控制系统的研究具有指导作用。多罐液位系统大多由多罐串联而成；由流体力学可知,在紊流情况下,液位与流量呈非线性关系,这就对多罐液位精确控制和控制系统提出了更高的要求。在最近几十年中,许多先进控制方法,例如PID控制、反馈线性化控制、滑模控制、预测控制、智能控制等已经在实验室实验和工业生产过程取得了广泛应用。伴随着非线性理论的发展,一种新颖的基于能量成形的端口受控哈密顿控制方法受到了高度重视。这种方法的主要特点是把系统表示为端口受控哈密顿结构,且系统拥有的哈密顿函数被用作是李雅普诺夫函数,这使得系统的稳定性分析更加易懂。本课题针对中控SUPCONAE2000液位实验系统,给出了多罐液位系统的端口受控哈密顿(PCH)系统建模与能量成形控制方法。第一,综述了国内外多罐液位系统的研究与应用现状,包括硬件系统和软件系统；此外各种控制策略及其应用也有所介绍。第二,介绍了端口受控哈密顿(PCH)系统建模与能量成形控制方法的理论基础,包括无源性,耗散性等,介绍了端口受控哈密顿系统、能量成形控制原理、匹配方法及其实现以及稳定性分析。第三,研究了被控对象串接式两罐系统,三罐系统和四罐系统；采用原理建模法对被控对象进行数学建模,并将数学模型表示为哈密顿系统模型,选取相应的哈密顿函数。第四,分别确定两罐、三罐和四罐系统的平衡点,基于能量成形控制方法,求取了PCH控制器；为了消除稳态误差,还引入了积分控制。第五,介绍了SUPCON AE2000系统的组成和结构；在MABLAB/Simulink环境下,对各个控制器进行了仿真验证,仿真结果取得令人满意的动态和稳态性能；在SUPCON AE2000实验系统上,对引入积分控制的控制器进行实验验证；并且与传统的比例积分液位控制进行了对比,PCH控制器在抑制扰动等各个方面表现突出。最后,对本课题的研究工作进行了全面总结,并指出了今后研究中需要改进的问题和今后研究的主要方向。本课题提出的建模与控制方法得到了实验验证,取得满意的效果；同时为利用多罐液位控制系统进行其它控制算法的设计和研究提供了一种思路。此外,本课题所采用的方法在得到进一步改进后可推广到工业过程控制中。