现代控制方法对系统模型精度要求较高，但其又难以精确建立，为了摆脱模型的束缚，无模型控制方法应运而生。无模型自适应控制(MFAC)仅利用受控系统的I/O信息，通过引入伪梯度向量(或伪Jacobi矩阵)和伪阶数，实现受控系统的参数和结构自适应控制。基本MFAC算法可以用于大多数过程，为了适应一些特殊的控制问题，保证闭环稳定，本文针对非线性时滞离散系统对基本MFAC算法进行改进，提出改进型无模型自适应控制。给出了SISO，MISO，MIMO非线性时滞离散系统基于紧格式、偏格式、全格式的线性化方法，即用动态线性时变模型来替代一般非线性时滞离散系统；设计了一系列无模型自适应控制器；对SISO非线性时滞离散系统基于紧格式、偏格式、全格式的改进型MFAC方法给出理论推导和稳定性分析。通过一些典型过程控制系统仿真及实验，将改进型MFAC算法与基本MFAC算法及常规PID算法的控制结果进行比对研究，结果表明改进型MFAC算法优于基本MFAC算法及常规PID控制，有更好的抗滞后特性和动态特性，且具有较好的鲁棒性，证实改进型MFAC方案是合理可行的。最后，将改进型MFAC算法应用于锅炉给水调节系统，它是一个有迟延、无自衡的环节，传统控制效果不理想，应用本文提出的改进型MFAC算法后控制效果比较理想。