三容水箱系统作为许多工业控制对象的典型模型,可模拟工业生产过程对液位、温度和流量等参数的控制,被广泛应用于控制算法研究。三容水箱系统开放性强,对其进行控制算法研究,在工程控制领域具有重要的应用价值。国内外专家学者在三容水箱系统的建模方法、控制算法和故障诊断等方面进行研究,并取得大量成果。本课题对三容水箱系统的建模方法、控制算法和远程控制系统等方面开展研究工作,主要工作内容和成果如下:(1)对三容水箱进行建模,根据模型特点选择内模控制算法进行研究。阐述内模控制算法原理与结构,设计内模PID控制器,并对内模PID控制器进行参数整定。根据内模控制算法对系统闭环稳定性的影响,采用最小平方误差作为性能指标进行分析,对滤波器时间常数?的选取应大于滞后时间τ。将内模控制算法应用于三容水箱上,实验结果表明,内模控制算法具有一定的跟踪能力与抗干扰能力,可以有效降低滞后问题带来的不利影响。(2)为提高内模控制算法的控制性能,降低内模控制器的设计难度,采用变论域模糊算法调节滤波器时间常数θ。根据相对程度函数对两种常见形式的伸缩因子进行分析,选择系统稳定性高的指数型伸缩因子,并对其参数进行分析。设计变论域模糊内模控制器,并对实际应用过程中存在的计算困难和论域实时变换带来的资源浪费高这两大问题进行改进,一是利用泰勒公式将计算困难的指数型伸缩因子改进为容易实现的常数函数,二是利用分形思想,对论域变换的策略进行改进。三容水箱控制实验结果表明,变论域模糊内模控制比普通内模控制具有更好的控制效果:响应速度更快、稳定时间更小和抗干扰能力更强,且算法通用性强,实用性高。(3)设计三容水箱远程监控系统,实现对远程实验过程与实验台状态的监测与控制。设计数据中继器,实现三容水箱网络化。对数据监控软件的功能与通信等模块进行设计,保证数据实时性高,且安全可靠,实现三容水箱的智能化集中管理。对三容水箱进行内模控制算法研究,并对其进行改进,提高系统的响应速度与抗干扰性,控制便捷且实用性强,可实际应用于工业控制领域。