纸是日常生活中不可缺少的重要消费品,也是工业生产的重要原料。随着文化和信息产业的飞速发展,对纸产品的产量和质量要求越来越高。人们正在不断采用新的造纸工艺和设备,扩大纸机规模,提高纸机车速,提高纸的产量和质量。日益严重的世界性能源紧张和工业污染使得造纸生产过程变得越来越复杂。为了追求更高的经济效益,计算机自动控制在生产过程中已成为必然的手段。纸张定量、水分和灰分是纸张最重要的质量指标,实现对它们的严格控制,已成为纸品生产的首要目标。在总结国内外相关文献的基础上,本文对定量、水分和灰分的测量原理,检测信号的校正与补偿,定量、水分和灰分的控制特性及解耦控制,等若干理论和技术进行了深入的探讨。简要讲述了造纸的工艺流程,详细分析了纸张定量、水分和灰分的控制特性。并介绍了关于纸张质量控制系统国内外现行的控制算法及各控制算法的优缺点。对测量对象的特性,定量、水分和灰分的测量原理,定量、水分和灰分传感器的关键技术,测量信号相互之间的影响特性以及测量信号的处理和补偿校正都做了详尽的阐述。就纸张定量、水分和灰分的控制系统做了深入细致的研究。结合相关的参考文献和现场经验利用阶跃响应法建立了控制系统的数学模型,并对它们之间的耦合特性做了仿真分析。针对纸张质量控制系统的特点,本文设计了两种控制器,即双自由度Smith预估控制及前馈解耦制器和带自调整函数的模糊自适应Smith预估解耦控制器。本文给出了两种控制算法详细的设计步骤,并用MATLAB仿真工具进行了仿真分析。从而证明了两种方法在不同情况下的有效性和可行性。