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针对大迟延非线性系统,设计了一种基于神经网络和内模控制理论的控制系统.系统结构为串级,内回路采用常规比例控制;外回路采用神经网络内模控制.辨识器和控制器均采用3层BP网络实现,并用加入动量项的BP算法来训练网络.以电厂主汽温对象为例对系统进行多种负荷下的仿真验证,结果表明,所设计的系统在模型变化时具有较好的控制品质和鲁棒性及抗干扰性,明显优于常规主汽温控制系统.