厚度和张力作为冷连轧过程中的重要参数,是一个非线性、时变、多变量紧密耦合的被控对象。在带钢轧制过程中,厚度和机架间张力这两个变量之间存在着较为严重的耦合现象,妨碍了各变量的独立控制作用,影响了厚度控制精度。为此本文对厚度和张力控制系统进行了研究。首先,简要介绍了带钢冷连轧技术的发展概况、厚度和张力控制的研究现状以及2280冷连轧机组的工艺流程、设备参数和控制系统功能组成。接着以该冷轧生产线为实际背景对厚度和张力控制系统进行了分析,包括轧制过程基本方程、自动厚度控制(Automatic gauge control,简称AGC)和自动张力控制(Automatic tension control,简称ATC)的基本原理和基本形式,并对轧制过程中厚度和张力之间存在的耦合现象进行了分析,指出了解耦控制的必要性。其次,基于对厚度和张力控制机理的研究,建立了以辊缝给定位置和张力辊驱动电机转矩为控制量,以一号机架出口厚度和入口张力为被控量的厚度-张力系统耦合模型。接着对常规的对角矩阵解耦、不变性解耦、基于极点配置的多变量自适应解耦进行了研究比较,并采用工程上更加实用的不变性解耦方法设计厚度和张力系统的解耦控制器,通过仿真实验验证了所设计的解耦控制器的有效性。最后,对H∞控制理论进行了简要介绍和分析,包括线性分式变换、H∞控制器的设计步骤和H∞标准控制问题,并具体针对厚度和张力控制系统中存在的模型参数摄动、时延和扰动,采用改进的H∞积分控制方法设计鲁棒控制器。通过建立的冷连轧过程前两个机架厚度和张力系统状态空间模型对该方法进行了验证,仿真结果表明了H∞积分控制方法的有效性和可行性。