MATLAB是当今流行的用于数值计算和图形显示的工程计算软件,但不能对硬件端口进行直接读写操作,缺乏实用性,使得工程上的应用受到了极大的限制。虚拟仪器开发环境LabWindows/CVI可以对I/O接口设备进行直接控制,通过MATLAB与LabWindows/CVI的软接口,可实现在MATLAB环境下对硬件端口信息的读写。本文采用自制采集卡,以LabWindows/CVI作为软件开发平台,开发了一款基于MATLAB的数据采集与控制系统。该系统可以高精度、低成本的完成数据的实时采集。本文详细地阐述了数据采集与控制系统的硬件组成、软件设计及相关接口电路。在软件设计中,PC端应用程序在LabWindows/CVI下开发,以MATLAB软件为仿真后台完成控制系统的仿真实验,通过LabWindows/CVI对USB接口的支持来控制下位机驱动实际对象完成控制系统的实时控制实验。在硬件电路设计中,采用美国TI公司高速模数转换器(ADC)TLC1543和数模转换器(DAC)TLV5617实现高速数据采集与控制输出,采用ATMEL公司单片机AT89S52和USB接口器件PDIUSBD12实现与计算机的高速数据传送。以炉温控制系统为研究对象,将PID控制技术与模糊控制技术相结合,采用基于智能控制理论的模糊自整定PID控制算法,实现了PID参数的在线自整定,与常规PID控制算法相比,该算法具有调节时间短、过渡过程平稳、抗干扰性能好等优点。本文所采用的PID参数模糊自整定算法,为以后更高性能的此类算法的开发提供了一条可行途径,数据采集与控制系统电路的设计和控制程序的开发,对其它同类产品的开发也具有一定的参考价值。