高低温试验系统是指能够提供合适的目标温度、降温速率、湿度及压力环境的试验或实用系统装置,高低温试验系统作为仿真环境使用,在航空航天领域中作用尤其凸显。由于被控对象本身的复杂性及工程要求指标的高度耦合关联性,导致全自动控制系统研制难度大、实用可靠性低,因此大型高低温系统在仍以人工控制为主要控制方式。而由于人工控制方式存在控制精度低、对操作人员经验要求高、操作人员工作时间长等缺陷,为了满足高低温试验系统大温区范围内的高精度温度控制需求,可靠有效的全自动控制系统需求迫切。本文首先对高低温试验系统进行了不同工况流程的控制特性分析,得到了系统在各流程工况下关于不同运行参数的控制响应特性。本文针对置换流程设计了多级模糊控制策略,同时在低温与高温流程中,结合传统PID控制方法与模糊控制方法,设计了模糊PID控制器。然后,基于流体的热动力学建立系统的动态分布参数模型,并与所设计的控制策略进行联合动态仿真,初步验证控制策略的有效性与可行性。最后以PLC-Labview为控制硬件,实现控制策略算法的落地执行并进行了多工况流程的实验验证。实验结果表明,本文所设计的控制策略对于高低温试验系统有着显著优秀的控制效果。