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工业生产过程中普遍存在一类具有多变量、非线性特性的复杂控制对象，对其寻求合适的控制策略和高效的实现方法是工控领域的热门课题之一。将工控组态王软件和控制系统仿真软件MATLAB相结合，可以满足复杂控制策略应用于现场生产设备时强大的运算需求。本文针对过程控制实验设备的数据接口和滑模变结构控制算法进行了研究，具体内容和成果如下：(1)研究了组态王和MATLAB动态实时数据交换技术(DDE)，混合编程开发了过程控制设备的组态王和MATLAB之间的数据通信接口软件；(2)在PCT-Ⅲ过程控制装置上设计了双容液位控制实验，开发了相应的组态王工程应用控制软件；(3)在分析了多变量非线性系统理论——滑模变结构控制理论基础上，针对双容液位控制系统的特点提出了其滑模变结构控制器设计的一般方法；(4)针对两输入两输出的非线性双容液位控制系统，以上、下水箱的液位为控制对象，按照机理法建立了控制系统的数学模型和状态方程；(5)引入带有积分形式的向量对控制系统进行解耦，使系统转化为两个单输入的非线性系统，设计了系统的滑模变结构控制器；(6)改进了常规指数趋近律，进行了改进指数趋近律滑动模态存在性和可达性证明。仿真结果表明该方法加快了系统响应速度，很好地消弱了系统抖振；(7)以MATLAB工具编写控制算法程序，通过接口软件对液位控制系统进行在线实时测试，实验结果表明：①自主开发的PCT-Ⅲ型过程控制实验设备数据通信接口程序具有良好的动态实时数据交换性能，能够满足该设备的高级控制算法研究的需求。②应用滑模变结构控制理论研制的双容液位过程控制实验系统运行稳定并取得了优良的控制品质，在过程控制行业和跟踪控制问题研究领域具有应用价值。