串级连续搅拌反应釜(cascade continuous stirred tank reactors,CCSTRs)操作简单、反应充分,而且可以连续添加反应物、取出生成物(即产品),因此,被广泛应用在许多化工生产过程中。但是由于CSTRs内部反应机理复杂且动力学特性易受影响,使其数学模型具有高度非线性、时变性、强耦合和不确定性,当系统运行过程中出现外部干扰和噪声时,系统会迅速偏离中间稳态,从而影响生产效率和产品质量。因此,设计一种稳定、高效、实用的CSTRs系统控制器具有重要的研究意义,这有助于提高生产效率和反应物的转化率,从而获取最大化经济效益。本文基于反步法的基本原理,采用模糊逻辑系统、命令滤波技术,设计了串级连续搅拌反应釜的模糊自适应命令滤波控制器,又借助了Barrier Lyapunov函数(BLF)和输入饱和函数设计了考虑输入输出约束(即反应温度、反应物浓度、以及反应器自身性能的等限制条件)的模糊自适应命令滤波控制控制器。本文主要研究成果如下:(1)针对一类具有反馈形式的非线性系统给出基于反步法的模糊自适应命令滤波控制,并将其扩展到考虑约束情况下的基于BLF的模糊自适应命令滤波控制。反步法结合Barrier Lyapunov函数对系统的输出进行约束,并采用一种新颖的方法对输入信号进行处理以实现输入约束的目的,最终通过Lyapunov函数分析法对稳定性进行分析。(2)以一个由两个反应器组成的串级CSTRs系统为控制对象,研究了基于命令滤波技术的模糊自适应控制。采用模糊逻辑系统逼近CSTRs系统中的非线性部分,利用命令滤波技术,引入误差补偿信号,在避免了“计算爆炸”的同时消除了滤波误差的影响。该控制策略在使输出渐近地跟踪参考信号的同时保证了闭环系统内部的稳定,符合实际工业要求。最后,通过稳定性分析和仿真确保该方案的稳定性和有效性。此外本文还设计了串级CSTRs系统的经典backstepping控制法和模糊自适应DSC控制与之对比,结果表明该控制器与其他两种控制方法相比具有更好的控制效果。(3)针对受输入和输出约束的串级CSTRs系统,提出基于BLF的模糊自适应命令滤波控制。通过Barrier Lyapunov函数将温度、反应物浓度等状态变量约束到给定区间内,并借助一种新颖的方法对输入信号进行处理以实现输入约束的目的,仿真结果表明了该方案在满足了控制要求的同时实现了对串级CSTRs系统输入、输出的约束。