连续搅拌反应釜(Continuously Stirred Tank Reactor，CSTR)是化工生产中一种常见的反应容器，在化工领域有着广泛的使用，其控制系统的稳定性和性能至关重要。CSTR系统具有一些较难攻克的难点，其系统自身具有很强的时滞特性与非线性，导致其控制系统大都算法复杂且鲁棒性、实时性相对来说较差。　　滑模变结构控制方法(Sliding Mode Control，SMC)作为一种常见的控制方法，已经广泛应用在实际的工业生产控制过程中，目前由于SMC普遍存在对系统模型依赖度高、计算复杂、抖振问题等难以解决的难点，越来越多的学者和专家对其进行改进和完善，以期达到性能更好的控制效果。本文在传统的SMC方法中加入了基于传递函数恢复法(Loop Transfer Recovery，LTR)的观测器的设计与改进，针对非线性系统CSTR进行控制系统设计。在此研究背景下，本课题完成以下几方面的工作:　　首先，针对本文选中的非线性系统研究对象CSTR温度控制系统，阐述了系统的具体构造和基本工作原理，并建立连续搅拌反应釜系统的非线性数学模型。为了方便运算与处理，本文从机理模型推导出了系统无量纲化后的模型，通过Simulink仿真对模型自身的稳定性进行了深入的研究与叙述。　　其次，完成了基于ARX模型的预测控制的CSTR控制系统设计。为了实现预测控制算法，对模型进行改进，分别建立了系统的问稳态模型、动态模型与预测模型;在此基础之上，提出理想的性能指标，设计滚动优化，实现了系统的逐步最优。仿真分析表明，信号响应动态品质良好，算法具有一定的先进性。　　再次，对常用于非线性系统的SMC方法的原理与传递函数恢复法LTR技术的文献进行了查阅与研究，结合目前国内外SMC与LTR领域的相关技术研究，给出了本文所用到的一些控制方法的理论基础概述，为后续在CSTR模型中的具体控制做了铺垫。　　最后，为解决SMC方法中存在的过于依赖系统自身状态、计算量极大、控制过程中存在抖振等难点，针对CSTR温控系统非线性模型，设计了基于LTR状态观测器的改进型SMC方法。该方法比较有效的解决了上面所提到的问题，削弱了系统抖振和对系统自身状态的过于依赖，并且设计出的LTR观测器对系统的摄动具有完全不变性，同时有效的避免了外界干扰的影响，仿真结果表明，基于LTR方法的改进型SMC算法，在连续搅拌反应釜温度的控制器设计中具有良好的性能，无论是实时性还是鲁棒性，都能达到预期效果，系统很快达到稳定状态。再次基础之上与预测控制系统进行对比验证，仿真结果表明，基于LTR的SMC方法在CSTR非线性控制系统中的控制性能在一定程度上比基于ARX模型的预测控制方法优秀，显示了该方法改进效果突出，控制系统具有良好的恢复性能和稳定性。