连铸过程中的二冷配水控制是决定连铸质量的关键因素，铸坯由于连铸二冷配水优化制度不合理，常常出现如内部裂纹、中心疏松及中心偏析、菱形变形、凹坑等质量问题。因此，要获得高效的连铸技术及良好的铸坯质量，连铸二冷水量优化控制的研究对其具有较大的实际意义。本文主要工作如下：一、以连铸二冷水量优化控制为前提，分析了凝固传热过程的特点，建立了二维连铸凝固传热数学模型，运用源项法解决凝固传热过程出现的相变现象，采用数学模拟分析求解凝固传热控制方程，并通过仿真分析了拉速、过热度等过程参数对连铸温度场的影响，为连铸二冷配水参数的优化提供了基础。二、针对粒子群算法的早熟现象、局部收敛能力差等不足，以及二冷优化问题是一个非线性、偏微分的多目标优化问题，本文对粒子群的改进算法进行了深入的研究。采用的方法是将基于进化算法的变异策略融入到PSO算法中，研究了该算法的搜索效率，通过仿真表明，该算法有效的提高了算法的收敛精度及收敛速度，并且在一定的程度上解决了多目标优化问题计算量大、计算效率低等问题。三、以凝固传热数学模型为基础，将基于非均匀变异的PSO算法引入到连铸二冷优化问题中去，进行了连铸二冷配水参数的优化。并运用了最小二乘法建立基于拉速-水量的最优关系曲线，确定连铸二冷配水参数，建立连铸二冷水量优化控制模型。四、在VisualBasic6.0的平台上，建立连铸二冷水量优化系统界面，有效、直观的显示二冷优化结果，如连铸坯二冷区各段段末的温度值、铸坯表面温度、坯壳厚度等变化曲线、二冷配水参数等。