当前,生产现场控制回路约80%—90%采用单回路PID,然而在一些大型的复杂的工业生产过程中,系统的各个回路之间存在着耦合现象。此时单纯采用单回路PID控制,则难以改善全系统各相关回路的总体性能。为了改善这一状况,当前广泛开展了多变量系统在线控制的研究,以实现耦合多变量系统的闭环控制,提高经济效益、降低能耗、实现质量卡边。内模控制响应速度快,鲁棒性强,特别对模型的失配具有较大优势,对过程干扰的抑制能力强,更容易保证鲁棒性和稳定性等。内模-PID控制既具有内模控制的优势,同时保持了PID控制器结构简单的特点,可直接应用于现有装置而无需任何硬件调整。本文主要研究内模控制方法及PID转换。单变量内模控制已经取得了广泛的应用,本文首先讨论了单变量系统的内模控制以及内模-PID方法,并与传统的PID整定方法进行了比较。结果证明IMC-PID具有比传统PID更好的控制效果。其次,针对多变量系统的特点,设计了多变量IMC-PID:根据多变量对象的耦合特性,设计了解耦内模控制系统;并且利用模型辨识的思想,采用NLJ算法,实现了多变量系统的内模-PID转换,避免了大量的计算过程。仿真结果表明该转换方法有较高的精确度。最后,将自适应逆控制的建模原理与内模控制原理结合,设计一种新型的控制系统。利用自适应算法辨识对象模型和模型的逆,采用内模控制的结构,同时发挥两种方法的优势。仿真结果表明了该方法的有效性。