工业生产中的自动化程度体现着行业的先进水平，而内模控制以其鲁棒性强，控制效果好越来越受到各界的广泛关注。本论文围绕多变量内模控制方法的应用，详细分析了内模控制的原理及特性，对内模控制在时滞、解耦等问题的处理上进行了深入探索，并针对非方多变量系统及离散系统的控制进行了详细的介绍并提出了相应的解决方案。首先针对操纵变量个数与被控变量个数相等的方形系统，详细分析其时滞处理及非最小相位零点问题的处理方式，针对方形系统探讨研究了其内模控制器的设计方法。针对内模控制器设计中遇到的降阶问题，介绍了一种改进后的随机数搜索法，并将其进行对系统降阶的应用。另外针对输入变量个数多于输出变量的胖系统，本文详细介绍了两种控制方法，即主控量法和广义逆法。主控量法是对于一个多输出单输出的非方系统，选择一个输入变量作为系统的主控量，而将其他输入量对输出量的作用进行相应的补偿处理，广义逆法则是通过求取对象的广义逆来进行控制器的设计。本文将两种方法进行了仿真研究，其结果表明两种方法具有良好的控制性能。本文最后针对离散非方多变量系统，利用相对增益矩阵进行了内模控制器的设计，并通过仿真得到了较好的控制效果。