随着用户对冷轧带钢质量要求的不断提高,板形质量已成为冷轧带钢最重要的质量指标之一,因此,板形控制技术的研究一直是冷轧自动化研究的热点。本文以开发可以满足高精度板形控制要求的冷轧板形控制系统为出发点,对板形检测技术、板形设定系统、板形闭环控制系统、板形前馈控制以及板形闭环控制核心模型等内容进行了研究,并将研究成果应用于某1250mm单机架六辊可逆冷轧的板形控制系统改造中,取得了良好的效果。主要研究内容如下：(1)分别研究了以ABB压磁式和BFI压电式为代表的主流冷轧板形辊的结构与特点,推导了不同包角下的板形测量值表达式。同时,研究了板形测量信号的标定与滤波方法,建立了边部测量段的径向力修正模型、故障测量段的径向力计算模型、带钢厚度分布的计算模型,并通过现场实际应用验证了板形测量值计算模型的精度。(2)以板形调节机构的调控能力和轧制过程中板形调节机构的动态特性为依据给出了针对板形调节机构的优先级设定策略,以影响函数法为例给出了板形调节机构设定计算的流程。建立了以带钢凸度控制、平直度控制以及满足后续加工要求为原则的板形目标曲线设定模型。基于实际生产状况,研究制定了卷取形状、设备安装几何误差、带钢横向温差、带钢边部减薄、板形调节机构手动调节等环节的板形目标曲线动态修正补偿模型。以此为基础,结合实际生产状况开发了板形目标曲线设定软件,并通过实例验证了板形目标曲线设定的实际应用效果。(3)开发了板形调控功效的自学习模型,并以板形调控功效系数为基础,运用带约束的最小二乘算法建立了多变量最优板形控制算法。制定了接力方式的板形偏差控制策略,并给出了板形调节机构调节量输出前的变增益补偿方法。分析了检测环节的滞后对控制系统的影响,研究了系统滞后的补偿方案。将Smith预估器引入了板形闭环控制系统中进行滞后补偿,并进行了板形控制系统建模和仿真实验。对板形控制系统的仿真结果进行了分析,根据轧制速度的不同建立了不同的闭环控制方式,即：控制系统外环为最优板形控制算法,高速轧制时内环为常规PID控制方式,低速轧制时内环为Smith预估+PID控制方式。(4)分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊以及轧制力的板形调控功效,研究制定了以工作辊弯辊和中间辊弯辊为执行机构来补偿轧制力波动的板形前馈控制策略。同时,以板形调控功效为基础,建立了基于最小二乘算法的板形前馈控制模型。(5)针对现场生产状况,通过理论分析计算和实际轧制实验,分别制定了中间辊横移速度控制模型、工作辊弯辊超限替代控制模型、非对称弯辊控制模型、工作辊分段冷却的模糊控制模型等板形闭环控制的核心模型。通过实际应用考察了相关模型应用效果。(6)完成了板形控制系统硬件平台的配置与离线测试,开发出了相关的板形控制系统软件。为了检验板形控制系统对多种厚度规格带钢的板形控制效果,分别考察了常规厚度规格和超薄规格带钢的板形控制效果,分析了板形控制过程中各个板形调节机构的动态响应特性、单位控制周期调节量的变化以及相应的板形控制偏差变化。本文的研究结果针对板带冷轧机的板形控制,具有较强的实用性。目前,基于这些板形控制策略及控制模型已开发出可满足于工业应用的冷轧板形控制系统,并应用于某1250mm单机架六辊可逆冷轧机的板形控制系统改造中。本文的研究成果对现有轧机板形控制系统的改造以及新建轧机板形控制系统的建设具有一定的指导意义。