自低温超导技术被发现以来基于液氦的低温超导已在多学科领域得到成功的应用,其中连续流动式液氦恒温器为大型低温应用提供低温工作环境,对整个低温系统高效稳定运转意义重大。由于实际工程中液氦的热物特性,液氦极其容易蒸发,会导致液氦恒温器内部的液位与压力的不稳定以及产生的耦合效应,则会对液氦低温恒温器的控制性能的稳定性和可靠性均会产生重大的影响。为了使液氦低温恒温器内部的液位与压力能够实现稳定的运行,需要对液氦低温恒温器内部进行理论分析,建立液氦低温恒温器的数学模型并采用解耦的方法以尽可能减小液位与压力之间的耦合效应。本文的主要研究内容如下:（1）以连续流动式液氦恒温器为研究对象,研究液氦低温恒温器的特点,分析了连续流动式液氦恒温器工作原理,研究了恒温器内部液氦与气氦之间热力学变化过程对恒温器内部的液位与压力产生的影响。同时基于质量守恒、能量守恒以及压力-体积-温度等关系建立了液氦低温恒温器热力学模型,分别从理论分析和现场数据分析证实了恒温器内部的液位与压力的具有明显的耦合效应。（2）对于液氦低温恒温器液位与压力的调节本文所采用T-8800型超低温调节阀对恒温器中的液位与压力进行调节,阐释了T-8800型超低温调节阀的工作原理,同时根据伯努利方程建立了调节阀的流量方程,并通过调节阀的机理分析,建立调节阀的数学模型并最终建立液位与压力关于阀门开度的传递函数。（3）通过系统动态仿真与数据仿真验证模型的准确性并分析了恒温器中液位与压力之间的耦合效应对液氦低温恒温器内部产生的影响,基于最终所获得的被控对象模型液位与压力强耦合控制系统,利用前馈矩阵解耦法能够有效解耦以及PID控制器（Proportion Integration Differentiation,比例积分微分）控制稳态精度高的优点,对液位与压力控制系统的性能进行优化与改善,同时采用模糊PID与传统PID控制进行对比。仿真结果表明,本文建立的液氦低温恒温器模型能够较为准确的反映恒温器内部的热力学变化,且通过模糊PID与传统PID的仿真结果对比,前者的抗干扰和鲁棒性更好,能够较好的对强耦合系统进行有效的控制,适用于类似的低温控制系统,对日后建立大型低温系统具有一定的理论研究意义。