چکیده: کوره‌ها و آون های تحت خلاء کاربردهای فراوانی در صنایع دارند. پرکاربردترین و متداول ترین نوع آن ها، از نوع باکسی می‌باشد. ایجاد یک محیط همگن حرارتی در آون ها و کوره های خلاء اهمیت بالایی دارد. همچنین، کنترل دقیق دما جهت رسیدن به اهداف مورد نظر بسیار حائز اهمیت است. برای رسیدن به این اهداف، وجود یک مدل ریاضی بسیار مفید خواهد بود. از طرفی، به دلیل وجود مود انتقال حرارت تشعشع در محیط خلاء، رفتار سیستم بسیار غیرخطی خواهد بود و بنابراین مدل های خطی کارایی و دقت لازم را ندارند. در این پژوهش، ابتدا یک مدل معادلات دیفرانسیل معمولی غیرخطی جدید برای یک آون باکسی تحت خلاء استخراج شده است و اعتبار مدل با استفاده از یک مجموعه تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، با به دست آوردن تابع تبدیل سیستم در سه نقطه کاری مختلف، میزان غیرخطی بودن آن بررسی شده است. در مرحله بعد، یک مدل ARX و ARMAX برای سیستم به دست آمده و سپس اعتبار سنجی شده است. برای کنترل دمای آون، یک کنترل‌کننده PID، طراحی شده که ضرایب آن با استفاده از الگوریتم‌های ژنتیک، علف هرز مهاجم، کرم شب تاب و رقابت استعماری به دست آمده است. در گام بعد، یک کنترل‌کننده فازی طراحی شده که قوانین، توابع عضویت ورودی و خروجی و بهره‌های ورودی و خروجی، با استفاده از الگوریتم‌های ژنتیک، جستجوی هارمونی، بهینه‌سازی فاخته، چرخه آب بهینه شده‌اند. همچنین، تابع هزینه در همه الگوریتم‌های بهینه‌سازی با استفاده از روش‌های انتگرال مربعات خطا، انتگرال زمان در مربعات خطا، انتگرال قدر مطلق خطا و انتگرال زمان در قدر مطلق خطا اندازه گیری شده است. با مقایسه نتایج کنترل‌کننده PID و کنترل‌کننده فازی، مشاهده می‌شود که نتیجه به دست آمده در کنترل‌کننده فازی که با الگوریتم چرخه آب بهینه شده است، عملکرد بهتری نسبت به بقیه دارد. و در پایان، کنترل‌کننده PID و فازی بر روی آون پیاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که تست‌های تجربی، مشابه شبیه‌سازی‌های انجام شده است.