造纸业是国民经济的基础产业之一,与社会经济发展和人民生活息息相关,其发展水平是衡量一个国家经济和社会发展的重要标志。在造纸流程中,存在着复杂的物理化学变化,增加了系统的控制难度。这些多变量对象存在于造纸的核心流程,其控制性能的好坏会直接影响最终产出纸品的质量。多变量系统的控制问题也是控制领域的理论难点。本文针对造纸系统中普遍存在的多变量系统,结合控制性能与实际应用,深入研究了多变量系统中解耦控制器设计方法,主要研究内容与贡献总结如下:1、针对被控对象中的时滞部分对控制性能的不良影响,将全极点近似引入方形解耦控制器的设计过程中,对控制器设计方法进行改进。通过在解耦器中引入全极点补偿部分,尽可能地保留了系统的原始信息,提升了解耦效果。基于解耦后的系统设计了内模控制器。仿真结果表明,本文提出的改进算法能够很好地实现解耦控制,具有较好的鲁棒性。2、针对传统非方系统解耦控制器计算复杂问题,推导了非方系统逆解耦矩阵的设计方法,并设计了H₂最优控制器。由于非方系统特殊的结构,传统解耦控制方法需要进行复杂的矩阵运算,并且得到的控制器通常具有很高的阶次。本文构造了满足矩阵相乘条件的逆解耦矩阵,然后对其进行矩阵对应单元等价分析,求得能够得到理想解耦效果的矩阵表达式。针对解耦后的系统进行最小化灵敏度函数分析,设计了H₂最优控制器,简化了矩阵的计算过程,在保证鲁棒性能的同时具有更优异的解耦效果。针对广泛使用的Shell Control Problem模型设计控制器,仿真结果表明,所提方法实现良好的稳态性能的同时,具有更佳的解耦效果。3、针对造纸过程中的多变量系统的控制,结合多变量系统理论中方形系统与非方系统两类问题,本文分别对造纸过程中烘干部级联系统（方形系统）以及网前部混合流浆箱系统（非方系统）进行分析建模。基于本文提出的两种控制策略,分别构建了级联系统解耦控制系统以及混合流浆箱H₂最优控制系统。仿真结果表明,本文提出多变量系统控制方法能够实现对目标系统的控制,有较强抗干扰能力。