由于目前理论上的研究尚缺乏在实际应用中的检验,新的科研成果一旦运用到生产实际就难免出现这样或那样的问题,致使在实际工业生产过程中应用先进的控制理论研究成果受到了很大的限制。因此根据过程控制中典型对象的特性,开发一套用以检验理论研究成果的实验装置具有很高的现实意义。同时,为使自动化相关专业学生专业课学习期间得到更多实践锻炼的机会,使他们对自己所学的知识能有更好的认识和理解。由此根据学术理论研究需要及自动化相关专业教学特点,开发了四容水箱过程控制实验装置。本实验装置包括一个典型的过程控制对象——四容水箱,在该典型的工业过程对象的基础上,构建了工业上常用的PLC现场总线控制系统,而且利用OPC的通讯技术把Matlab与PLC/HMI工业控制系统进行了集成,使得一些先进的系统辨识技术和先进的计算机控制技术可以轻松的应用在工业控制系统中,实现了基于Matlab/simulink的实时的网络化控制。该实验装置系统上层采用装有Matlab、WinCC等软件的计算机,用以实现对液位的监控及优化控制计算等；采用西门子公司的中档型S7-300PLC为控制器,模拟量扩展模块实现对底层设备模拟量的采集与控制。针对四容水箱过程控制实验装置的特点,以装置系统包括的典型过程控制对象——四容水箱为被控对象,根据伯努利方程建立了四容水箱的机理模型并通过系统辨识确定了模型中的各个参数；研究了多变量内模PID控制算法及预测控制算法在四容水箱液位控制中的应用,内模PID控制既具有内模控制的优势,同时保持了PID控制器结构简单的特点,预测控制在多变量控制方面也具有特有的优势。该实验装置面向本科生／研究生的教学和科研,作为能力创新平台,它提供了多种新颖的实验课程,可以实现多种复杂算法,如PID控制,模型预测控制,神经网络控制,模糊控制等。同时,利用该实验装置,用户可以方便的扩展各种实验,进行深层次的科学研究,自行设计和实现各种控制策略。该系统可以作为《自动控制原理》、《计算机控制系统》、《过程控制》、《过程辨识》、《现代控制理论》《智能控制》、自动控制课程设计、毕业设计、创新设计竞赛等课程的实验平台。