矿产资源和金属需求的现状使得提高磨矿设备的加工效率成为重要的发展方向。半自磨工艺在磨矿工艺中也日益展现出其优越性。但是国内半自磨流程的核心自动化技术还不成熟,控制上存在各种难点。为使半自磨流程运行控制摆脱人为参与,实现自动化。本文以半自磨流程为研究对象,研究运行多目标优化与控制问题,主要工作如下:通过对半自磨机运行原理与内部颗粒运动状态的分析,考虑各影响因素对磨机工作的影响,确定磨机的进出口物料的平衡关系,确立半自磨机重要内部状态与可控制量以及可观测输出之间数学关系的控制回路状态方程模型,为实现参数优化和过程控制提供了重要基础。基于半自磨运行重要工作参数的数学模型和影响因素的分析,确定了半自磨运行工作多目标优化模型和约束条件,运用带有精英策略的非劣分级排序遗传算法NSGA2优化算法求解了这一多目标优化模型,对求解得到的Pareto解集运用TOPSIS决策方法进行了工况决策,确定了最优工作状态,作为控制策略的控制期望。针对半自磨流程内部状态不可测的特点,结合了扩张状态观测器思想和强跟踪滤波器理论,提出一种基于强跟踪滤波器的扩张状态观测器,观测系统内部的状态量,用以确定系统的状态误差,并估计了未建模部分和扰动的综合实时影响作用量,可以在后续的控制律确定中加以补偿。针对半自磨流程非线性、多变量耦合、内部信息不可测等特征而难以控制的问题,提出了一种基于强跟踪滤波器的半自磨流程运行自抗扰控制方法,从而使得半自磨流程运行稳定,实现提高产量、节能降耗等多优化目标。仿真结果表明,本文采用的自抗扰控制方法达到预期效果,且算法简单易懂,计算量小。相较于PID控制方法的7%和3%的超调量,该控制方法无超调量,更具有稳定性,达到控制目标的响应时间较短,具有重要的应用价值。