工业现场普遍存在时滞控制过程,由于滞后时间的存在,传统的PID算法难以获得满意的控制效果。内模控制方法作为一种针对时滞系统控制的先进控制策略,以其算法结构设计简单、可调参数少、参数与性能之间关系明确等优点而受到众多学者的青睐。然而,对于大时滞系统来说,即τ/T＞0.5的时滞系统,由于受内模结构的限制,针对这类系统的控制采用传统内模控制方法所获得的结果往往很难令人满意（因响应速度较慢,调节时间较长等）,这就制约了内模控制方法在该领域的应用。针对上述问题,本文提出了一种改进的单自由度内模控制方法。将滞后时间削弱环节引入系统来减弱滞后对系统的影响;然后在设定值之后规划导引过渡过程,解决了系统快速性与超调之间的矛盾;最后再基于内模控制的原理设计系统控制器,实现预定的控制任务。通过与传统内模控制、PID-Smith预估控制的仿真结果对比,可以看出该方法对于大时滞系统的控制较传统方法具有一定的优势,能改善系统的控制效果,并进一步提高系统的鲁棒性。针对控制应用中需要同时兼顾设定值跟随和干扰抑制的问题,提出了一种改进的二自由度内模控制方法。通过在原有的改进单自由度内模控制结构的基础之上,分别独立的设计两个控制器,构建二自由度控制结构,使得系统在设定值跟随和抗扰特性上都能相对独立的达到一个较优的水平,从而获得更好的系统控制效果。对比改进的单自由度内模控制方法,这不仅克服了时滞环节对控制的影响,而且具有更短的调节时间以及更强的抗扰性。鉴于基于内模控制原理所设计的控制算法难以在工业过程中的控制器中编程实现,本文提出了一种基于网络控制的新型控制策略,并与一体化控制实验箱相结合,构建了一套要素完备的网络控制实验平台。在该平台上,以MATLAB/Simulink作为网络控制器,通过相关模块的组合搭建以及参数设置与优化,实现相应的控制逻辑;通过在MATLAB/Simulink的控制器后引入一个纯滞后环节,与一体化控制实验箱共同组成一个物理+数字的大时滞被控对象,较为逼真的实现对此类工业现场的模拟;最后以双自由度改进内模控制算法为例,在此平台上进行了控制验证。结果表明,此平台有助于进行滞后系统下各种先进控制算法的研究,凸显了所设计平台的有效性与便捷性。