连铸生产系统是一个典型的混杂系统，对连铸机混杂控制系统的理论研究是为了使连铸过程具有更合理的钢水节奏，保证铸坯质量。本文针对典型的连铸混杂过程建立了一个多级递阶结构的连铸机混杂控制系统进行研究。从下往上依次是：基础动态控制层，动态约束控制层，局部经济优化层，全厂经济优化层。其中，基础动态控制层采用伺服驱动位置PID闭环控制和交流调速PI闭环控制；动态约束层采用基于神经网络与多模型的结晶器非线性自适应广义预测解耦控制；局部经济优化层采用基于层次模型的混杂控制；全厂经济优化层采用基于遗传算法和禁忌搜索相结合的混合搜索算法的炼钢-连铸过程生产计划编制系统。　　 本文取得的主要成果有：　　 1)首次提出结晶器出口坯壳厚度控制的概念。并在对结晶器内部钢水凝固传热过程进行数学模拟的基础上，得到了关于出口坯壳厚度的结晶器非线性多变量耦合模型，仿真结果证明了模型的有效性和准确性。模型的建立为进行有效的结晶器出口坯壳厚度控制研究提供了平台。　　 2)首次进行了关于结晶器出口坯壳厚度的结晶器多变量控制系统的研究。在研究中采用递阶控制结构，下层采用传统PID闭环控制；上层采用由线性鲁棒广义预测解耦控制器、神经网络非线性广义预测解耦控制器以及切换机构组成的结晶器多变量控制器，能够有效处理系统的非线性特性，并对模型失配有鲁棒性。实现了对出口坯壳厚度的有效控制。　　 3)首次将约束预测控制方法应用于结晶器液位控制系统。分别引入遗传优化算法(GA)和混沌优化算法(COA)来处理带约束的优化问题，提高了滚动优化的效率和精度。仿真结果显示了该控制方法的优越性。　　 4)首次讨论了基于混杂系统层次模型和MLD模型的连铸过程混杂控制问题。在生产计划编制完成的基础上，利用混杂控制方法对生产计划进行了有效地调度，能有效地提高生产效率。　　 5)首次提出了一种评估和分析控制系统实际应用性能的多元决策模型，对结晶器协调控制系统的多种应用方案的实用性进行评估和分析。推进了结晶器多变量控制系统在生产过程的应用。