非最小相位系统普遍存在于工业过程领域，由于非最小相位环节会对控制系统的稳定性造成严重影响，并且大部分的过程对象还具有时滞和多变量强耦合的特点，采用传统的控制方法无法达到预期的控制效果。因此，对这类复杂系统的研究具有十分重要的理论意义和应用价值。　　 本文基于多变量频域控制理论，以目前具有实用价值的内模控制技术为主要控制手段，针对含有右半平面零点的时滞多变量系统提出一种简单实用的解耦控制方案。本文讨论了内模控制与Smith预估控制在结构上的等价性，并且将这种单变量内模Smith结构推广到多变量系统中。采用内模控制原理设计Smith预估控制器，不仅解决了时滞问题，还有效改善了Smith预估控制方法在模型失配情况下的缺陷。对于方形系统，分别采用静态解耦和动态解耦两种方式，给出了多变量系统的解耦控制结构，并详细推导了解耦控制器的设计过程。对于非方系统，引入矩阵理论中的Moore-Penrose逆概念，较好解决了非方系统的解耦问题。通过对解耦后的广义被控对象进行模型降阶处理，在一定程度上简化了解耦控制器矩阵的运算量。仿真结果表明，该方法有效提高了控制系统的动态性能和鲁棒稳定性;同时，本文还采用四种常用的性能指标进行了量化评价，验证了此方法的优越性。　　 本文针对工业中普遍存在的高阶系统和高阶非最小相位系统，提出一种基于Butterworth滤波器的内模控制方法。利用Butterworth滤波器的理想低通滤波特性以及在整个通频带内幅频特性起伏最平稳的特性，将改进优化的Butterworth滤波器代替传统内模控制器设计中的低通滤波器，使控制系统具有更好的控制品质。仿真研究表明，该方法有效提高了系统的动态性能，尤其当模型失配时具有较强的鲁棒性，更加适合于高阶系统的控制。