随着中国制造2025的提出，中国制造业的广大市场受到广泛关注，而在智能定位器消费市场，国外产品仍占据相当大的市场份额，开发国产智能阀门定位器以实现执行机构的数字化，在线诊断和智能化，对于抢占这个市场的意义重大。本文以调节阀-输流管道系统作为研究对象，建立调节阀输流管道系统的线性和非线性数学模型，通过研究系统的特点，设计了针对其特性的带史密斯预估的模糊自适应PID控制器，并分别对线性的和非线性的调节阀输流管道系统进行仿真。　　建立调节阀输流管道系统的线性和非线性数学模型。对调节阀系统进行数学模型分析，研究了气动薄膜调节阀控制系统的运动规律，根据其运动特性，将阀芯-阀杆系统简化成弹簧-质量-阻尼系统，建立了执行机构的力学平衡方程，并将该系统线性化，得到调节阀定位器系统的开环传递函数。对于调节阀输流管道系统，采用多体系统传递矩阵法与动力学方法的混合建模，阀芯-阀杆采用动力学方法建模，将其作为主系统，两端管道和阀体考虑全耦合，采用多体系统传递矩阵法建模，将其作为分支系统，建立整体的非线性数学模型。　　根据上述所建立的模型，针对该系统的非线性、时变性和大迟滞的特点，设计了基于史密斯预估的模糊自适应PID控制器。对于调节阀线性系统，在Matlab/Simulink平台下，仿真对比了传统PID控制器、模糊自适应PID控制器和史密斯模糊自适应PID控制器的控制效果。研究表明，史密斯模糊自适应PID控制器调节时间为0.18秒，响应速度快，超调量小，控制效果明显优于其他两种控制器。当调节阀系统受到管道的压力扰动时，调节阀的阀芯位移因为管道的扰动出现相应的扰动，但在定位器的作用下，干扰很快地被抚平，达到目标开度。　　在Matlab/Simulink平台下，利用模块化建模，建立调节阀的非线性模型。在定压差下进行不同目标开度的仿真，得到不同工况下的阀芯位移、速度、流体力和控制力的仿真结果，在带史密斯预估的模糊自适应PID控制器的作用下，0.28秒的调节时间即可达到目标开度，验证了该控制算法对于非线性调节阀控制系统也有较好的控制效果。当管道输入正弦压力波动时，管道系统对调节阀系统也呈现正弦型扰动，但在史密斯模糊自适应PID控制器的作用下，对该振动进行了补偿，表明该控制策略对于复杂的非线性系统也有良好的适应能力。