现代工业过程多以多变量模型表述,其中尤其多见于石油化工等复杂过程。由于此类复杂过程控制要求的特殊性,如超调量限制、调节速度、控制精度等要求,时滞环节必须作为一项重要的参数考虑在内。因此,时滞多变量系统的辨识及控制在现代过程控制的研究中日渐重要。在时滞多变量系统控制研究历程中,集中式控制器能够对时滞多变量系统进行很好的解耦控制。其中,集中式控制器分为静态解耦控制器和动态解耦控制器,两种解耦控制器根据过程控制要求而有着各自的优点。整定控制器参数时,本文采用内模控制(Internal Model Control, IMC)参数整定方法。对于系统时滞处理方面,内模控制在参数整定时能够通过引入合理的滤波器参数而使得最终系统获得理想的输出。在系统参数摄动时,通过对内模控制中唯一滤波器参数的调节,能够保证系统鲁棒稳定性能,分析了内模控制鲁棒稳定性能和一般控制性能。由于传统的分布式控制难以满足工业过程控制互不干扰的要求,本文针对各工业过程控制要求分别设计了基于奇异值分解的反射式解耦控制器和基于反向解耦的Smith完全补偿控制器。反射式解耦控制器采用Smith时滞补偿结构,其中的PI控制器参数通过内模参数整定策略给定。通过采用两个由奇异值分解得来的正定矩阵处理PI控制器,进而得到解耦控制器。值得提出的是该方法能够同时对方形系统和非方系统进行统一化设计,并能够很好地克服设计过程中因系统模型降阶和系统自身参数扰动而带来的误差。该方法参数整定简单,并且对实际工程具有现实指导意义。此外,设计的Smith完全补偿器能够有效地解决多变量过程中Smith控制出现的时滞项不能完全补偿问题。此文提出了有理的时滞项和解耦器静态增益是反向解耦器可实现的必要条件。通过实例仿真说明该方法能够在完美解耦的情况下实现系统控制性能的调节,并且保证了系统鲁棒稳定性能。