内模控制(Internal Model Control)是从20世纪50年代的Smith预估控制器演变而来的，至今经历了半个多世纪的发展，形成了较为完备的理论体系。内模控制本质上是一种鲁棒控制，响应速度快，计算量小，鲁棒性强，对过程中的干扰抑制能力具有结构上的优势。本文主要研究两自由度内模控制在一阶时滞不稳定过程中的应用以及多变量V规范型解耦内模控制，进行的主要工作如下:1．在阅读大量文献的基础上，系统地评述了内模控制系统中控制器设计、滤波器改进、两自由度结构、单变量内模控制、多变量解耦内模控制以及与其它先进控制的结合等研究现状。2．提出两自由度内模控制在一阶时滞不稳定过程中的应用方法。通过添加反馈比例环节，进行极点配置，在形成广义二阶过阻尼时滞对象之后，采用两自由度控制策略分别进行跟踪器和抗干扰器的设计，实现了设定值响应和抗干扰响应的独立调节和完全解耦。仿真表明，即使在参数摄动较大的情况下，也能快速达到期望的性能指标。3．提出一种基于V规范型的解耦内模控制方法，重点在于使用矩阵形式来表达解耦环节，充分利用V规范型解耦计算量小的优点，对于解耦环节中存在的时延，采用一阶pade近似予以较好的解决。通过与现有方法的对比，表明本文方案在抗干扰性、抗超调方面具有较为明显的优势。4．采用广义逆法和主控量法对非方系统予以控制。广义逆法是用非方系统对象的广义逆来设计内模控制器，而主控量法则是在多个输入量中选一个作为主控量，就剩余输入量对输出的作用进行补偿。