随着现代工业的发展,越来越多的生产过程被构造为多变量时滞系统。针对多变量时滞系统设计先进的解耦和控制策略,已成为目前迫切需求的先进控制技术之一。内模控制(Internal Model Control,IMC)以其设计思想简单,响应速度快,并且对模型失配具有较强鲁棒性等特点,在多变量系统的控制问题上显示出巨大的优势。本文主要对内模控制思想进行学习及研究,以期找到针对多变量时滞系统的简单、实用的控制策略。本文在对内模控制基本思想、结构及内模控制器的设计方法进行讨论的基础上,针对时滞系统进行内模控制的研究,通过对时滞环节的近似方法进行比较,比较得出近似效果较好的全极点近似法并将其应用于IMC-PID控制中,得到了基于时滞近似的IMC-PID控制器设计通式。同时对单变量时滞不稳定系统进行了内模控制的研究,提出改进的时滞不稳定系统的内模控制结构,并提出了一阶和二阶不稳定时滞系统的最优控制器参数整定公式,仿真结果验证了了本文方法的优越性。针对多变量方形时滞系统,即操纵变量个数与被控变量个数相等的系统,详细分析对比了三类内模控制设计方法,即基于RNGA的分散内模控制、基于解耦补偿器与内模控制器的间接解耦内模控制以及基于P规范反向解耦环节的直接解耦内模制。仿真结果表明,基于P规范反向解耦环节的直接解耦内模控制方法能够取得较好的解耦效果和系统鲁棒性。针对多变量非方时滞系统,在讨论非方系统方形化问题的基础上对其进行控制。本文提出了一种新的非方系统耦合度分析方法——非方相对归一增益矩阵法,给出了利用配对法求解方形子系统的方法。仿真结果表明本方法对于非方时滞系统控制的有效性。