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针对球磨机存在的多变量、大时滞等问题，提出了一种新型多变量前馈解耦PI控制策略。利用解耦矩阵将被控对象解耦，再利用稳态裕量模型简化法化简复杂的模型，最后设计前馈补偿器，并确定出专门针对球磨机的PI控制器参数整定方法。通过对球磨机模型的仿真实验表明，该策略能有效地解决输出间的耦合和大时滞问题，有较好地解耦和设定点跟踪性能。