时滞系统作为复杂控制系统中的一个重要部分,广泛存在于现代的工业过程中。同时,它也是控制理论应用的一个重要领域,因此对于时滞系统的研究有很重要的意义。本文研究了时滞系统的Smith控制方法,并实现了其在水箱液位控制中的应用。通过实验建模和机理建模的方法建立了由液位传感器、电动调节阀及水箱组成的广义对象的数学模型。针对被控对象的时滞特性,为提高Smith预估器的鲁棒性,采用模糊Smith结构的控制器。为消除模糊控制引起的稳态误差,设计出带有积分作用的模糊Smith预估控制器。使用Matlab/Simulink对该控制算法进行仿真,仿真结果表明带积分的模糊Smith控制的鲁棒性较好,在超调量、响应时间等方面都有较好的控制品质,且可实现稳态无静差。由于Smith控制需要被控对象精确数学模型,利用自适应控制的优点,分别基于局部参数最优理论与李雅普诺夫稳定理论设计出自适应Smith控制器。仿真结果表明自适应Smith控制有着较好的鲁棒性能、动态性能和抗干扰性。根据以上的理论与仿真研究,将带积分的模糊Smith控制应用于天煌教仪THJ-1过程控制实验装置中水箱液位的控制,该系统的控制器为西门子S7-300 PLC。离线计算出模糊查询表,将Smith预估算法离散化,运用控制器编程软件STEP7编写程序,在西门子S7-300 PLC上实现该控制算法。并且使用WinCC监控组态软件,设计实验监控界面,对实验过程进行实时监控。结果表明,本文所采用的模糊Smith控制算法,不需要被控对象的精确数学模型,可以有效地克服时滞,有较好的控制品质,鲁棒性较强。