工业过程控制中广泛地存在着时滞现象，时滞过程的控制方法一直是控制理论研究的重要课题。本文主要研究在工业过程中得到大量应用的PID控制、Smith预估控制和内模控制，并在研究总结现有理论成果的基础上进行了时滞过程控制方法的改进与创新。 论文详细论述了时滞温控系统模型的辨识方法、原理分析和仿真研究，同时对几种不同的FOLPD模型近似进行了比较，选取继电反馈法作为系统模型的最佳辨识方案，并给出具体模型参数。重点介绍了几种时滞控制算法和仿真分析，利用常规PID的优势，提出了改进的PID控制算法即微分先行控制和中间微分反馈控制，并进行了仿真分析；针对系统的抗干扰性，在Smith补偿控制的方法上提出改进型Smith补偿控制方案；介绍了基于内模原理的先进控制方法，详细阐述了内模控制器的设计方法，通过仿真说明其参数的调整方案，并设计出IMC-PID控制器，对三种不同的PID参数整定方法进行了说明及仿真分析，结果表明IMC整定方法具有明显的优势。 介绍了时滞温控系统开发平台，从系统的硬件设计和软件编程做了深入的探讨，给出了测量精度较高的铂电阻温度检测电路和功率输出控制电路，同时对串行通信接口进行了扩展。最后，总结了论文的成果及经验，分析了所做工作存在的不足，并提出了今后进一步深入分析研究的侧重点。