建筑物室内装饰装修材料向室内空气释放的甲醛和挥发性有机化合物是影响室内环境空气质量的主要因素,严重威胁人类健康。因此,亟需一种准确、高效的甲醛与挥发性有机化合物释放量检测的方法来保障室内环境质量。相比于其它甲醛释放量检测方法,气候箱法能更好的观测建筑材料释放甲醛的过程,该方法也是唯一一种被仲裁机构采用的方法。在检测甲醛释放量过程中,需要维持气候箱内温度和相对湿度长期稳定在设定值,箱体内温度及相对湿度变化会导致甲醛释放量检测精度大大降低。因此,气候箱温湿度高精度控制是甲醛释放量检测准确性的重要保障。本文针对基于1m~3气候箱温湿度系统的非线性、强耦合、纯反馈结构特点,利用Backstepping方法设计了两种非线性控制器,从而实现气候箱温湿度平稳、高精度控制,为建筑装饰装修用材的甲醛释放量检测提供良好的实验环境。本文首先对参数已知的气候箱温湿度控制进行研究。针对气候箱温湿度系统的纯反馈结构,利用隐函数定理对系统进行转换;针对系统耦合的温湿度变量,将其当做向量处理,无需进行温湿度变量解耦;采用精确反馈直接抵消系统中的复杂非线性项,避免使用模糊逻辑或神经网络估计非线性项带来的巨大计算量,避免系统简化带来的控制精度下降。同时依托Backstepping方法设计了一种非线性控制器,实现了气候箱温湿度渐进稳定控制,并通过稳定性证明和仿真分析验证了控制器的有效性。接下来,为更符合气候箱运行的实际情况,本文对参数未知的气候箱系统温湿度控制进行研究。针对气候箱制冷制热设备因长期运行或水垢堆积出现的故障或部分失效问题,利用Nussbaum增益技术处理其引发的系统控制系数未知问题;针对控温水箱及露点发生器内的水因蒸发和循环使用产生的损耗,设计参数更新律处理其引起的系统参数未知问题。同时,利用Backstepping方法设计了一种自适应非线性容错控制器,实现了气候箱温湿度稳定控制,并通过稳定性证明和仿真验证了控制器的有效性。另外,通过与已有的滑模控制器、PID控制器的控制效果对比分析,验证了本文所提出的控制器的先进性。