过程控制在石油处理、化工生产、冶炼金属等工业中,是对生产流程中某些对象的控制,其存在普遍的实际应用,对一个国家的经济发展、社会进步有着重大的意义。具体到某个工业过程,都有着自己的控制要求和控制对象,不同的被控量有着不同的特点,所以找到合适的控制方法就能实现更好的控制效果。在工业过程中总是会存在许多难以建模的环节,如非线性、时滞性以及不确定性等,给模型的建立带来了很多的困难,造成控制方法的控制效果与实际不符。半实物仿真的另一种称呼是硬件在回路仿真,是将纯数字仿真时的一部分用实际的物理对象进行代替,将实际的物理对象添加到仿真回路中,让建模过程中的一些近似、忽略等处理造成模型失真的问题降低,同时也把那些忽略的干扰带入仿真回路中,从而使控制结果更加接近实际情况。本文首先对过程控制实验装置和实时仿真机的硬件做了说明,选取过程控制装置中具有时滞或耦合特性的被控对象,针对时滞以及耦合的问题分别采取了控制方法,以期得到没有时滞或耦合的系统。把上水箱中的液位作为被控对象,在对水箱的液位进行控制时,由于盘管的存在使系统中存在时滞的影响,设计了史密斯预估器来解决时滞问题,以PID控制作为控制器,实验结果表明加入史密斯预估器能够改善控制效果;把上水箱与中水箱进行串联,选取中水箱中的液位作为被控对象,通过对比PID控制、串级PID控制、模糊PID串级控制的控制结果,可以看出所设计的模糊PID串级控制性能更优;将上水箱中同时通入热水和冷水,构建一个温度液位的耦合系统中,由于耦合的存在,使得控制方案中的参数选择相当困难,所以要先进行解耦,故采用对角阵解耦的方法,实现解耦的目的,之后将单神经元PID的控制策略运用到解耦后温度与液位不会相互干扰的系统中,实现对温度和液位定值的单独控制。将以上三个控制系统首先在MATLAB/Simulink上进行仿真和参数整定,得到控制结果,根据半实物仿真系统的需要,对目标机中的板卡上的通道进行配置,然后利用目标代码生成技术,生成目标机能够运行的代码文件,最后通过RT-Sim主控软件,将代码文件下载到目标机中,之后通过RT-Sim软件以及LabVIEW软件对运行在目标机中的过程控制系统进行实时监视,能够对控制策略的控制效果进行直观的观察,给实际过程控制提供了仿真的思路。