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本文以冷连轧非稳态轧制阶段的厚度与张力控制问题为研究对象，揭示了非稳态轧制过程轧机与轧件的非线性、不确定性摄动和各种随机干扰是造成非稳态轧制过程厚度以及张力控制困难的主要原因，研究提出了以系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能作为衡量非稳态轧制过程厚度与张力控制系统控制品质的指标，以此分析了某厂1420 极薄带冷连轧机的厚度与张力控制系统。采用现代鲁棒控制理论对原有系统进行了优化，设计了相应的鲁棒控制器，仿真结果表明，鲁棒控制系统具有更好的控制性能，能够较好的克服轧制过程中的不确定摄动和随机干扰。将理论研究成果应用于实际生产，改善了1420轧机启动过程的建张质量和张力控制稳定性，提高了生产效率，绩效明显。