可能です。添付の例題(SLXファイルはR2018bで作成)を用意しました。
本例題では3入力1出力の単純な非線形システムを想定し、nlhwコマンドによってモデルの推定を行うまでの手順を示しています。
nlhwコマンドにて作成する場合には、引数にてHammerstein-Wienerの線形動特性ブロックの極零点数、及び入力遅延を指定する必要があります。
このとき、MIMO（MISO含む）では各々のプロパティについてNy×Nu(各々入出力の数)で構成された行列として指定することになっています。
なお、サンプルではコマンドスクリプトの事例を紹介しましたが、アプリ上からGUI操作によっても可能です。
以下ヘルプをご参考下さい。
Identifying Hammerstein-Wiener Models：
nlhw：
Estimate Hammerstein-Wiener Models in the App：
またSystem Identification Toolboxで推定できる非線形モデルはHammerstein-Wiener model以外にも非線形ARXモデル、非線形グレーボックスモデルがあります。
各モデルの詳細は以下のヘルプを参考下さい。
非線形モデルの同定：
