Los tanques esféricos son ampliamente utilizados en industrias de procesos debido a su gran capacidad de almacenamiento. Los desafíos inherentes a estas industrias requieren el uso de controladores altamente eficientes para gestionar varios parámetros del proceso, especialmente dada su comportamiento no lineal. Este documento propone la técnica de optimización de Momentos de Tiempo Generalizados Aproximados (AGTM) para diseñar los parámetros de controladores fraccionarios de múltiples modelos para regular la salida (nivel de líquido) de un tanque esférico no lineal en tiempo real. La identificación del sistema para diferentes regiones del proceso no lineal se realiza de forma innovadora utilizando un modelo de caja negra, que se determina como no lineal y se aproxima como un sistema de Primer Orden más Tiempo Muerto (FOPDT) en cada región. Tanto la identificación del modelo como el diseño del controlador se realizan en simulación y en tiempo real utilizando una tarjeta de Adquisición de Datos (DAQ) National Instruments NI DAQmx 6211 (NI SYSTEMS INDIA PVT. LTD., Bangalore Karnataka, India) y el software MATLAB/SIMULINK (MATLAB R2021a). El rendimiento del algoritmo general se evalúa mediante simulación y pruebas experimentales, con varios puntos de consigna y cambios de carga, y se compara con el rendimiento de otros algoritmos ajustados dentro del mismo marco. Mientras que los enfoques tradicionales, como los controladores de orden entero o las aproximaciones lineales, a menudo tienen dificultades para proporcionar un rendimiento consistente en todo el rango de operación de los tanques esféricos, se muestra originalmente cómo la combinación del diseño de controlador fraccional de múltiples modelos-método de optimización AGTM-GA para la selección de puntos de expansión y minimización de índices tiene beneficios en el control específico de un proceso no lineal (difícil de controlar).