随着现代工业生产中各种复杂工艺的引入，越来越多的工业过程系统被构造为多变量多时滞过程系统。这种多变量多时滞过程常由连续时间传递函数矩阵以及各种时滞环节来描述，但各种时滞环节的存在使得控制系统性能变差，甚至可能造成整个系统变得不稳定。对于含有输入、输出时滞与状态时滞的传递函数矩阵模型，因为其中含有状态时滞环节，控制律设计困难，所以除一些特定系统外，很少有针对性的控制律设计解决方法。基于此种情况，为使更多已有的控制律设计方法可应用于解决这类时滞过程的控制问题，将这类含有输入、输出时滞与状态时滞的传递函数模型，近似建模为易于控制律设计的数学模型具有重要的实际意义和理论价值。本文针对传递函数矩阵描述的多变量多时滞过程，基于观测器/卡尔曼滤波器辨识(OKID)方法，研究了多变量多时滞过程的近似建模方法。该方法使用白噪声序列，作为多变量多时滞过程对应采样系统的输入，得到对应的输出数据，然后通过模型简化方法，得到了近似的离散时间状态空间模型及其对应的离散时间传递函数矩阵，该传递函数矩阵模型中只含有输入、输出时滞而没有状态时滞环节。利用所建近似模型，推导了离散时间PID控制律，改进的内模控制(MIMC)律以及线性二次调节器(LQR)最优控制律等控制方法，实现了对多变量多时滞过程的控制。本文所做的研究工作主要内容如下：(1)对于含有输入、输出时滞与状态时滞的传递函数模型，由于其中含有状态时滞，很少有针对性的控制方法，必须对这类传递函数模型进行简化以便控制律的设计。因此本文针对上述传递函数模型，研究了一种只含单时滞的传递函数的近似建模方法，该方法进一步扩展了OKID方法的应用范围，将其拓展到了含输入、输出时滞与状态时滞的传递函数模型。此外针对含多个时滞的传递函数矩阵模型，利用上述方法建立了其状态空间模型，通过去除能控性和能观测性较差的子模态，达到了简化模型的目的。(2)针对含多个时滞的传递函数矩阵模型，利用解耦控制器对多变量过程进行解耦，由于解耦后的子系统含有多个时滞环节的组合，难以直接设计控制律，本文利用上述扩展的模型简化方法，建立了解耦子系统的近似离散时间状态空间模型，并去除能控性和能观测性较差的子模态，得到了代表了原系统模型特性的离散时间传递函数模型。基于该简化的脉冲传递函数模型，设计了离散时间PID控制律以及MIMC控制律，实现了原多变量多时滞过程的控制。(3)针对含多个时滞的传递函数矩阵模型，利用OKID建立了简化的状态空间模型，将原多变量多时滞过程中的多个时滞转化为状态空间模型中的输出时滞。基于该简化模型，利用LQR控制律设计方法设计了数字控制器，推导了含输出时滞状态空间模型的数字再设计方法，实现了多变量多时滞过程的最优控制。