En este artículo, se presenta una visión única de las máquinas inteligentes y los métodos matemáticos diseñados y desarrollados para medir y controlar el nivel de agua en configuraciones acopladas y en cascada de tanques en entornos industriales o de laboratorio. Se realiza una visión sistematizada y concisa de los sistemas mecatrónicos utilizados en la medición, identificación y control del nivel de agua, enumerando el software utilizado en la investigación científica asociada, técnicas modernas y sensores, así como modelos matemáticos, además de estrategias de análisis y control. La amplia visión de las aplicaciones de la última década se concluye con una propuesta de un sistema de control basado en una estimación de parámetros de un nuevo montaje experimental, un modelo dinámico integral del sistema, una máquina mecatrónica moderna como la bomba peristáltica Watson-Marlow, el sensor de nivel Anderson Negele, el controlador NI cRIO-9074 y la instrumentación virtual LabVIEW. Los resultados de pruebas experimentales reales, aprovechando un control proporcional híbrido, mejorado por un nivel de agua predicho numéricamente, se obtienen utilizando algunas herramientas, es decir, las características estáticas, la respuesta al escalón clásica y una nueva función de escalón en forma de pirámide de una entrada de referencia de seguimiento de trayectoria discontinua, que se introduce para evaluar la efectividad y robustez de la regulación de la altura del nivel.