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开环不稳定时滞系统是工业现场中常见的一类被控过程，这类系统控制难度高，控制精度难以保证。因此提出一种包含三个控制器的改进型内模控制结构，实现设定值跟踪和抗扰性的独立设计，并且根据对系统跟踪性能与鲁棒性能的分析给出了控制器参数的整定方法。对于时变系统，把模糊控制方法引入到改进型内模控制结构中，建立了滤波器时间常数的模糊自整定规则，通过在线实时调整滤波器时间常数来增强系统的鲁棒性。仿真结果表明该结构具有较好的跟踪性能和鲁棒性，参数调节容易，易于工程实施。