实验课是理论与实践紧密结合的桥梁，为提高教学质量，必须建设完备的实验环境，向学生提供良好的实验条件。基于网络的虚拟实验室安全、生动，它以计算机技术和网络技术为基础，充分利用了有限的物理实验设备，是对现在实验条件的有益补充。从虚拟实验室现状来看，大多采用纯软件仿真形式。这种形式的虚拟实验室结构简单，物理信号完全理想化，脱离了实物被控对象。 本文综述了国内外虚拟实验室研究与使用现状，提出了构建的虚拟实验室的建设目标，即：以三容水箱液位系统作为实物被控对象，建设一个具有B/S结构的，开放的远程网上实验室。 首先，研究了被控对象串接式三容水箱系统。三容水箱是典型的非线性大时延开环稳定对象，为相关控制策略的研究提供了平台，对工业生产中液位控制系统的研究有指导作用。分析了三容水箱液位系统的组成、结构以及数学特性，采用混合建模法对被控对象进行了数学建模。 其次，对三容液位系统控制策略进行了详细研究，主要分为传统过程控制策略和先进过程控制策略两部分。传统过程控制主要采用PD控制，PID控制器结构简单易实现，但从单PD控制器在本文研究的三容液位控制系统的实际应用效果来看，响应时间长，稳定性差，这是由于PID参数不可变造成的。解决这种PID控制参数不可变的缺点有两种方案，一是采用先进控制策略，二是对单PID算法进行改进。在研究先进过程控制策略时，分别采用模糊控制和单神经元进行调整，详细论述了模糊PD控制和单神经元自适应Pm控制的工作原理和工作过程，并作了仿真，仿真结果表明，超调量小，稳态误差可以得到有效控制。 再次，构建了过程控制网上虚拟实验室，主要包括控制回路的结构、组成以及B/S结构的实现过程。采用LN2000DCS系统作为控制回路，视频服务器、摄像机、电动云台组成监控回路。系统采用的B/S结构，可以使用三维力控组态软件的网络发布功能来实现，这涉及到LN2000DCS与组态软件进行通信问题。本文采用工业领域常用的OPC通信，OPC通信技术是实现系统架构的关键技术。构建了PID三闭环算法并在实物对象上作了验证，实验结果表明，PD三闭环控制算法超调量小，在系统进入稳态以后可以将稳态误差控制在5％以内。 最后，总结了研究课题的特色和创新点，即本系统是一个以非线性大时延开环稳定对象--三容水箱液位为实物被控对象，采用B/S结构构建的网上虚拟控制实验室。本系统不仅可以提供常规性实验，还可以作为进一步开发、研究、验证先进过程控制策略的实验平台为科研人员服务。