动态矩阵控制(DMC)算法是由卡特勒等于1979年提出的一种基于对象阶跃响应预测模型、滚动实施并结合反馈校正的优化控制算法,是预测控制算法之一。由于该算法比较简单,计算量较少,鲁棒性强,近年来已在冶金、石油、化工等工业过程控制中得到十分成功的应用。本文对动态矩阵控制理论进行深入研究,包括其基本理论、算法的优点以及重要参数对系统性能的影响,实现动态矩阵控制算法对单容水罐以及双容水罐的仿真研究,并将该算法应用于耦联水罐的液位控制,得到了良好的控制效果。主要工作内容如下：(1)研究了动态矩阵控制算法的原理,并分析比较了它和传统的PID控制算法在实际应用中的优缺点；(2)通过机理建立了单容以及双容耦联水罐的非线性模型,得到其在工作点附件的线性化近似模型,并给出了非线性模型的MATLAB/Simulink实现；(3)利用MATLAB/Simulink仿真比较了动态矩阵控制与PID控制、纯滞后补偿控制以及模糊控制在动态性能、抗干扰能力和鲁棒性等方面的性能；(4)设计了DMC和PI-DMC串级控制方案,并将其分别应用于单容以及双容耦联水罐的液位控制,MATLAB仿真结果表明,该算法具有较好的快速性和稳态性能；(5)使用数据采集卡Q4、通用功率模块UPM-2405、工控机建立了耦联水罐控制系统,使用实时控制软件QuaRC及MATLAB构成的软件平台,完成对单容、双容耦联水罐的预测控制。