压水堆中，蒸汽发生器是一回路与二回路的连接设备，不仅起到能量传输和转换的作用，还是隔离一回路放射性物质的关键设备。它的正常工作直接关系着整个核电厂的安全运行，因此，蒸汽发生器的水位是重要的监测和控制参数，是衡量蒸汽发生器是否正常运行的指标。为了保证压水堆的安全运行，将蒸汽发生器的水位控制在合理的范围内是非常必要的。由于蒸汽发生器水位系统是一个强干扰、强非线性以及非最小相位的复杂动态过程。本文利用线性参数变化（Linear Parameter Varying，LPV）理论，将Irving提出的蒸汽发生器水位简化模型离散化，在此基础上建立了时变且参数依赖的多胞LPV模型以描述水位系统的不确定性和非线性。在蒸汽发生器多胞LPV模型的基础上设计了单PID控制系统和串级PID控制系统并仿真比较二者之间的优劣性。仿真结果表明串级PID控制系统具有更好的控制性能。针对蒸汽发生器水位的多胞LPV模型，结合模型预测控制理论，将优化问题转化为线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality，LMI）的凸优化问题，分别设计了最小最大和H₂/H_∞多目标模型预测控制器。仿真验证闭环系统的可行性。在此基础上分别增加一个PID控制器构成双控制器系统，通过仿真验证了这两种双控制器系统的可行性。通过求解系统水位的MSE （Mean Square Error）值，研究基于蒸汽发生器水位的多胞LPV模型的单PID、串级PID控制系统以及最小最大、H₂/H_∞多目标模型预测控制与PID控制器双控制器系统的性能评价，并与Fakhrazari和Boroushaki设计水位控制系统做性能对比。结果显示，本文设计的控制系统具有更好的控制性能。