球磨機系統(tǒng)是一個強耦合、大遲延的多變量非線性時變系統(tǒng)。典型的球磨機系統(tǒng)的被控制對象包括3個輸入量（給煤量V、再循環(huán)風(fēng)量W、熱風(fēng)量R）和3個輸出量（差壓信號P、入口負壓P、出口溫度T）。輸入輸出間存在強耦合，再循環(huán)風(fēng)量W對入口負壓P的影響最大，對另外兩個被控變量影響可以忽略；熱風(fēng)量R的變化會引起入口負壓P和出口溫度T同時變化；給煤量V的變化將引起出口溫度T和磨負荷同時變化。其中，出入口壓差可以間接反映磨負荷。同時，熱風(fēng)量R與磨負荷通道、給煤量V與磨負荷通道還呈現(xiàn)出時延特性。

若對參數(shù)檢測方法進行改進，將球磨機前軸瓦垂直振動分量Q代替差壓信號P來表征存煤量，因此風(fēng)量將不對存煤量產(chǎn)生影響，并且給煤量對負壓信號P的影響可忽略，對出口溫度的影響可視為可測擾動進行前饋補償，從而原來三人三出對象就分解為一個耦合的兩輸入（R、W）兩輸出（T、P）對象及一個單輸入V單輸出Q對象。

由于單入單出的給煤回路的控制器設(shè)計與一般單回路系統(tǒng)類似，本文不再贊述，僅對耦合的兩入兩出對象的IMC-PID控制設(shè)計進行了討論。對于此TTTO對象，按照工藝要求進行變量配對，熱風(fēng)量R控制溫度T，再循環(huán)風(fēng)量W控制負壓P，即輸出Y=[TP]^T，輸入U=[RW]^T，溫度回路與負壓回路這兩個回路仍有很強的耦合性，因此被控對象可描述為Y=GU，其中G為傳遞函數(shù)矩陣：

這兩回路仍有很強的關(guān)聯(lián)耦合，因此對象控制系統(tǒng)的解耦設(shè)計必不可少。