Рассмотрена задача автоматического управления процессом гранулирования минеральных удобрений, отличающимся инерционностью, наличием транспортных запаздываний и сильными перекрёстными связями между контурами регулирования влажности и температуры. Традиционные децентрализованные системы на базе ПИ-регуляторов не гарантируют требуемого качества продукта вследствие взаимовлияния каналов. Синтезирована многоконтурная система с компенсацией перекрёстных связей и предиктивной компенсацией запаздывания. На базе балансовых уравнений и линеаризации получена матрица передаточных функций объекта. Расчёт матрицы относительных усилений (RGA) и числа обусловленности позволил обосновать структуру динамического декоуплера. Для канала подачи пара применен модифицированный предиктивный компенсатор Смита. Настройка регуляторов выполнена аналитическим методом по критерию желаемой степени затухания. Верификация алгоритма осуществлена на массиве реальных телеметрических данных АСУ ТП гранулятора за трехмесячный период. Имитационное моделирование показало, что предложенная архитектура снижает интегральный квадратичный критерий отработки возмущений более чем на 56% и сокращает время переходного процесса в 2 раза по сравнению с классической схемой. Внедрение алгоритма гарантирует уменьшение разброса гранулометрического состава и повышение рентабельности производства за счет минимизации доли возвратного продукта.