三容水箱是一个典型的过程控制对象模型，具有非线性、耦合及时延等特性。在控制理论教学及研究中有着重要的理论研究和实际应用价值。近年来，国内外研究人员对三容水箱系统的模型建立、控制算法及故障诊断进行了研究。但传统的三容水箱还存在体积大、成本高、操作复杂、算法不开放等弊端。三容水箱实验系统的功能设计不仅要满足《计算机控制》实验教学，而且还需为《单片机技术》、《自动控制理论》提供实验课程；提高系统的开放性和扩展性，满足以学生为主体达到提高其学习兴趣和动手能力的目的；实验装置小型化等要求进行实验台的本体和功能设计。三容水箱实验系统由实验台、上位机、下位机三部分组成。实验台有水泵、电动阀、加热管等多种控制对象，可实现流量、水温及一阶、二阶液位PID算法控制等；上位机与下位机采用串口通讯方式。实验台采用Sketchup立体建模及AutoCAD软件设计，主要包括外观设计、管道设计及电气设计。为了让学生了解电气系统，特别将主要电气信号引入检测面板，方便对流量、温度、液位等信号的手动测量。下位机以ADuC834单片机为核心，设计了采集模块、控制模块、通讯接口模块等电路，阐述了高精度采集及抗干扰能力的方案设计与实现，开发了下位机软件。上位机以Microsoft.NET框架为平台，采用面向对象设计思想和多线程技术，使用C#语言和Microsoft SQL Serve2005数据库进行开发。对软件需求进行具体分析，实现了数据的采集和存储、曲线动态显示、历史数据查询、实验管理等功能。为实现系统的开发性、扩展性及利用MATLAB强大的运算能力和丰富的控制算法库，采用C#语言与MATLAB数据通讯技术，实现了各类算法的应用和验证。本文对模糊PID控制实验过程进行了详细阐述。实验内容涵盖了计算机技术、通讯技术、现代控制技术、仪器仪表技术等。实验项目包括特性测试实验及单回路控制、串级回路控制、前馈-反馈回路控制等多种典型控制实验，并通过调试实现。