氩氧精炼（Argon Oxygen Decarburization简称AOD）方法是目前不锈钢和各种高品质合金的主要精炼方法,是高品质合金钢产品的主要生产方法之一。近年来随着冶炼炉在线监测技术的发展,已经具备了精炼过程的实时监控和调整工艺的条件。但由于精炼过程涉及大量物理化学反应,机理复杂,且目前主流的控制方法仍是依赖于经验,严重阻碍了AOD炉精炼过程的工艺研究和性能提升。本文针对AOD炉精炼过程控制问题展开研究,论文主要研究内容和成果如下:（1）研究了铬铁合金精炼过程中脱碳速率、脱铬速率和温度的动态模型,在现有精炼模型基础上,进一步分析顶吹高碳、顶吹低碳和顶底复吹阶段碳和铬的氧化还原反应规律以及温度变化规律,建立了精炼全过程的动态模型,为工艺仿真提供了方法,为过程控制方法研究提供了基础。（2）研究了精炼过程中的流量控制方法,分析了顶枪和底枪流量动态过程,指出精炼过程中的流量控制是受到多种因素干扰的控制问题。为了提高控制精度和抗扰能力,将基于已知参数模型的线性自抗扰引入到精炼过程流量控制中,同时引入过渡过程安排,建立了顶吹和底吹流量控制模型。实验证明所建立的控制器的控制性能和抗扰能力远远优于常规的PID控制器,且对建模误差不敏感,具有较高的鲁棒性。（3）研究了AOD炉精炼过程碳含量和温度控制理论,提出流量环、脱碳环和温度环的三环式控制结构。三环式结构以温度为外环,根据温度曲线确定所需的脱碳速率,脱碳环则根据温度环的设定确定流量环的给定值,流量环根据给定实现流量的稳定控制。研究了脱碳环和温度环控制策略,提出顶底复吹阶段基于顶枪和底枪容量的氧气流量分配原则,以及基于碳含量和脱碳速率的氩氧比计算方法、两段温度曲线等控制策略,应用包含已知参数模型的自抗扰控制器,提出完整的精炼过程控制策略。（4）提出了基于智能模型预测控制的AOD炉精炼过程控制的理论和实施方法,分析了模型预测控制结构、评价函数、滚动优化和反馈校正等方面的理论,为进一步探索工艺优化方法提供了理论基础。（5）在现有AOD炉控制系统基础之上,实现了精炼过程控制系统与原系统的集成,明确划分了精炼过程控制系统和原控制系统的界限,提供了在现有AOD炉控制系统之上集成精炼控制系统的方法。并在集成系统上测试了三环式控制结构和基于智能模型控制结构的精炼过程控制技术,验证了这两种控制策略在AOD炉铬铁精炼过程控制中的可行性。