本文论述了采用内模控制技术的高精度陀螺温度控制系统的方案设计与实验，比较了该系统与常规PID控制系统的区别。文中着重研究了温控模型的建立、内模控制系统的设计以及整个温控系统的硬件、软件设计。 在陀螺内部，对象的时滞、各种不可测干扰等都是普遍存在的，也是较难控制的，常规的PID控制难以得到满意的控制效果。内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略，这一控制的优点是能将PID控制、Smith预估控制、确定性线性二次最优反馈控制和多种预测控制等归纳在同一架构之下，它的设计原理简单、跟踪调节性能好、鲁棒性强、参数整定直观明了、能消除不可测干扰的影响，是一种设计和分析预测控制系统的有力工具。 本文采用最小二乘拟合建立控制模型，利用AVR单片机的丰富资源及四阶龙格-库塔算法，设计了基于内模控制的高精度陀螺温控系统。通过对整个系统的仿真和实验，证明了该系统具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能、鲁棒性和实用性。