具有反向特性的非最小相位系统会给常规的基于误差的PID控制器设计带来特殊困难，而在自动化教学中对非最小相位概念的描述多偏重于数学理论，因而非最小相位系统及其控制问题一直是自动化教学中的难点和重点之一。本文在辽宁省冶金综合自动化工程实验室建设项目的支持下，以空气加热混合过程为物理对象，设计和开发了具有与工业环境高度一致的非最小相位特性的空气加热混合过程控制教学实验平台，通过合理构造实验条件，搭建了具有非最小相位特性的物理被控对象装置，基于该平台可以在工业环境下开展非最小相位工业过程的辨识和控制实验，有助于加深自动化专业学生对非最小相位概念的理解，从而改善教学效果。
　　本文具体工作如下:
　　(1)在对现有过程控制实验教学平台的发展状况以及非最小相位系统的控制问题进行详细综述的基础上，以空气混合过程为被控对象，从辅助教学实验的目标出发，对具有非最小相位特性的过程控制实验系统平台的教学实验需求进行了详细分析。
　　(2)基于质量守恒和能量守恒原理，建立了空气加热混合过程的数学模型，仿真实验表明，在合理构造实验条件的基础上，以热风流量为输入以混合温度为输出构建被控对象，该被控对象具有明显的反向特性，表明了所研发实验装置在原理上的可行性。
　　(3)设计了由空气加热混合被控对象、检测仪表及执行机构、PLC控制系统、监控计算机以及模型计算机组成的空气加热混合过程控制教学实验平台的系统架构，进行了教学实验相关功能模块设计，可以进行常规操作、递推辨识、极点配置控制器设计、极点配置控制器运行等教学实验。
　　(4)基于西门子S7-300PLC控制系统与MATLAB开发了非最小相位过程控制教学实验平台软件，采用西门子工控软件完成PLC过程控制和监控软件，采用MATLAB开发了负担复杂计算任务（递推辨识、控制器设计）的模型计算机软件，采用OPC方式实现了PLC系统与模型机软件之间的数据通讯。
　　(5)在此教学实验平台上进行实验验证，阶跃响应实验表明被控对象具有明显的反向特性，递推辨识实验可以辨识出被控对象模型具有不稳定零点，极点配置控制实验表明极点配置控制器可以实现闭环系统稳定且被控变量消除稳态跟踪误差。该平台具有高度模拟工业现场环境、直观易懂、安全可靠、方便灵活的优点，将对自动化教学改革起到一定的推动作用。