随着现代工业化程度的不断提高,工厂对于被控对象一系列指标的控制精度的要求也变得越来越高,但被控对象的模型却越来越复杂,这就使得传统的基于模型的控制方法已无法满足现代的控制需求。同时,随着传感器技术的发展,在工业生产过程中能够获得大量的过程数据,能够利用这些过程数据直接进行控制器设计的数据驱动控制理论逐渐成为当前自动控制领域研究的热点。在实际过程控制中,液位和温度是两个具有代表性的系统状态变量,两者的控制品质能够影响工业过程的好坏,而且液位和温度控制系统在实际过程中由于受到自身复杂特性的影响,使得其数学模型难以精确建立。因此,面向这些状态变量系统的数据驱动控制,是自动化领域非常有意义的研究课题。同时,一个好的实验平台对先进控制理论的实施与验证尤为重要。针对这类平台的开发、搭建与改造也是控制工程的研究重点。因此,本文针对过程控制中液位和温度的数据驱动控制等问题,以及过程工业中的平台搭建做了若干研究,具体描述如下。(1)针对过程控制中液位、温度控制中存在的大时滞、模型不确定、被控对象建模困难的问题,提出了基于无模型自适应控制的液位控制方案、温度控制方案、温度-液位耦合时的温度-液位解耦控制方案。(2)在天煌科技有限公司生产的THJ-2型过程控制装置的基础上,拓展开发出了温度-液位调节实验平台。用Altium Designer软件完成整套系统的原理图和PCB图设计;用Microsoft Visual Studio2010软件完成了过程控制系统软件平台的开发。在该平台上能进行控制算法的实现、数模/模数转换以及串口通信。(3)在搭建好的自动调节实验平台上,模拟工业生产过程中的复杂工作情况,并进行了一系列的液位控制实验以及温度控制实验。实验结果证明了本文所使用的无模型自适应控制方案对于有非线性、大时滞、系统结构时变特性的被控对象,能够实现良好的控制精度,稳定性及鲁棒性,即所提方案的应用性得到了验证。(4)在Matlab仿真环境下,对所提控制方案的控制器参数进行了纵向参数对比,此外还同传统的控制方案的仿真结果进行了横向对比,对本文所使用的无模型自适应控制方案的有效性进行了进一步的验证。