本发明提供一种高炉多元铁水质量无模型自适应控制系统及方法。设定高炉多元铁水质量指标期望值；获取无模型自适应控制器参数校正所需若干历史时刻的高炉本体生产工况参数变量及相应时刻多元铁水质量指标测量值，对灵敏的无模型自适应控制器参数及伪偏导数初值进行离线校正；利用无模型自适应控制器在线控制铁水质量指标跟踪设定的高炉多元铁水质量指标期望值。结合无模型自适应控制技术建立高炉多元铁水质量在线递推控制器；并建立高炉多元铁水质量与两个控制量之间的递推子空间预测模型作为参数校正辅助模型，采用多参数灵敏度分析、遗传算法离线校正控制器参数和伪偏导数初值，使其适应高炉当前动态特性，实现对多元铁水质量的有效控制。