气液柱状旋流式分离器(Gas-Liquid Cylindrical Cyclone，GLCC)作为一种集成分离装置以其重量轻、功耗低、结构简单紧凑、便于安装和操作等优点日益受到欢迎，并越来越多地用于替代传统的分离装置。在众多的用途里石油工业中的GLCC多相流计量系统是该分离器一种重要的应用场合，为满足油气田计量站对油气井产出物各相的计量，气液混合物需要在GLCC中预先进行分离，决定分离性能好坏的重要指标是分离装置内部液位压力的波动大小。为了实现良好的分离效果和最终精确的计量性能，必须在GLCC中引入控制系统以保证在多相流作用下内部液位压力的稳定。　　 本文通过在控制策略中将复杂的多相流流动特性等效为分离装置入口端液相流速和气相流速的变化，对在多相流作用情形下能够保证GLCC分离装置良好分离效果的控制策略进行研究以提高液位及压力对各相流速变化的抗扰性能。　　 在对GLCC模型分析和现有控制策略研究的基础上，本文首先对GLCC分离装置变量间的耦合情况进行了理论分析，以便深入地进行控制策略的研究设计。　　 在GLCC现有的固定参数PID进行控制的基础上，本文引入了模糊自整定PID控制策略并提出了一种初始参数选取方法，通过仿真验证了控制效果的改善。　　 为进一步提高GLCC分离装置韵抗扰性能，本文在GLCC控制策略设计中引入了鲁棒H∞指标和H∞/H2马指标描述各相流速变化及噪声对液位压力的扰动，通过优化该指标获得了抗扰性能的改善和分离性能的提升。　　 在针对GLCC实际应用中存在的外加不确定性扰动和控制量约束问题，本文提出了GLCC分离装置鲁棒模型预测控制的解决方法，该方法保障了对各相流速抗扰性的同时也满足控制量约束的条件，为该控制策略的现场应用提供了指导。