板厚与板形是衡量冷连轧带钢几何尺寸精度的重要指标。在板带轧制过程中，板厚控制系统、板形控制系统和张力控制系统组成的冷连轧控制系统是一个复杂的非线性系统，且各控制系统之间相互耦合影响，严重制约了带钢生产质量的进一步提高，所以对冷连轧各控制系统仿真建模并对其耦合影响关系设计解耦控制策略，对冷连轧综合系统控制精度的提高具有十分重要的意义。传统的控制理论将板厚控制系统、板形控制系统和张力控制系统视为局部、单项和静态的系统进行独立控制，忽略了各控制功能之间的耦合影响关系，控制策略集中于智能方法的理论研究及其在各独立系统中的应用，缺乏对冷连轧综合系统解耦控制应用及相关理论指导的认识，成为阻碍解耦控制在冷连轧板形板厚综合系统中应用的瓶颈。本文针对大型工业冷连轧机组，建立了板厚控制系统、板形控制系统和张力控制系统的仿真结构模型，并运用轧制理论、控制理论及解耦控制等相关知识对各控制功能系统的耦合机理进行分析，建立了相关耦合模型。通过设计相应的动态解耦控制策略，从工艺设定和动态质量控制两个方面实现了冷连轧综合系统的解耦控制，从而提高了带钢冷连轧控制精度，改善了成品带钢的生产质量。本文的具体工作有以下几个方面：(1)结合混沌运动和自适应调整权重，提出一种自适应混沌粒子群算法，并根据现场数据，利用自适应混沌粒子群算法对液压压下系统进行参数辨识，验证了算法的有效性；利用自适应混沌粒子群算法对神经网络轧制力预报模型进行结构和相关参数的优化，提高冷连轧过程中轧制力的预报精度，改善了轧制过程工艺参数的设定水平；在对某1420酸洗冷连轧机组过程控制系统进行深入分析的基础上，建立了冷连轧厚度自动控制(AGC)系统、弯辊力控制(AFC)系统以及张力控制(ATC)系统的参数化机理仿真模型，并对仿真结果进行分析；建立了对应的动态仿真模型，并对各控制系统仿真结果进行仿真分析，仿真结果证明，控制效果良好，为现场实际应用提供了一个良好的平台，也为后面的冷连轧综合系统进行解耦控制奠定基础。(2)对带钢冷连轧过程设定计算进行分析，得到设定过程中板厚设定和板形设定之间的相互耦合影响关系，然后设计了基于位置内环和压力内环两种方式下的设定计算解耦补偿策略，用来补偿板形板厚设定过程中的耦合关系，从而保证内环执行机构设定计算的精度；针对轧制力预报设定值与实测值存在的偏差，采用自适应穿带解耦控制方法，进一步提高了轧机预报精度，并通过实例验证了设定解耦的必要性；(3)建立了板厚张力耦合模型，对耦合模型进行解耦设计，在考虑来料干扰的影响下，设计补偿策略，实现板厚张力耦合系统的完全抗干扰解耦控制；建立了位置和压力内环两种工作方式的板形板厚耦合模型来全面系统的定量描述冷连轧板形板厚之间耦合关系，并根据解耦理论对耦合系统进行解耦设计，同时考虑来料干扰对耦合系统的影响关系，设计解耦补偿策略，实现板形板厚耦合系统的完全抗干扰设计；最后，在对板形板厚系统实现解耦的基础上，对不同控制策略下的冷连轧凸度平坦度耦合模型实现解耦控制。(4)根据冷连轧过程增量数学方程，建立了可描述板形控制、板厚控制和张力控制之间耦合影响关系的冷连轧综合耦合模型；然后针对综合耦合模型的特点，利用逆系统理论实现冷连轧综合耦合模型的线性化解耦；最后通过设计并改进模糊免疫PID控制器对解耦后系统进行闭环控制，提高了板形板厚控制精度，改善了板形板厚质量。