新型节能技术是铝电解领域的热点研究课题和我国节约能源的重要途径，非稳态、非均一模型是实现铝电解节能技术的理论基础，将铝电解槽非稳态、非均一模型集成起来形成操作优化集成式智能型决策支持系统，进而实现关键极节能技术是本论文研究的主要内容。论文运用小波包变换技术、自适应神经模糊推理技术、数值仿真技术、软测量技术、多神经网络技术、模糊C均值聚类技术、多数据库技术、可视化技术与面向对象的集成化技术，对铝电解槽非稳态非均一模型及其在线显示系统开发的理论、方法进行了深入地研究，主要包括：铝电解槽电压波动信息元分析模型、动态槽况诊断系统、铝液波动模型、实时非均一极距软测量模型、极距和铝液波动在线监测系统、多数据库集成系统、操作优化集成式智能型决策支持系统开发及应用等内容。在此基础上，论文提出了关键极节能新技术，对与之相配套的新工艺进行了研究。论文针对铝电解槽槽电压波动信号的动态特性，提出了基于小波包和自适应神经模糊推理系统的电压波动信息元分析模型。得到五种槽况的电压信号的特征波谱，通过对电压信号的小波包变换提取了信号的能量特征向量，并以此作为自适应神经模糊推理系统的样本。在此基础上，对动态槽况实时诊断系统的系统结构及特点、系统功能模块及其应用实例进行了深入的研究和探讨。铝液波动是铝电解槽不稳定的主要因素，论文通过对铝液波动的数值模拟和试验研究，提出了基于模糊C均值聚类和多神经网络的铝电解槽实时非均一极距软测量模型。通过对铝液波动不稳定性机理的论述，提出了一个基于“level Set”的铝液界面跟踪技术，给出了系统的控制方程，仿真结果表明，320KA系列铝电解槽具有很好的磁流体稳定性；论文探讨了软测量模型中辅助变量的确定，分析了阳极导杆温度变化、阳极电阻变化、阳极底掌电流分布的数值模拟结果，并对大量的样本进行了模糊C均值聚类分析，利用多神经网络建立了铝电解槽实时非均一极距软测量模型。在此基础上，对极距和铝液波动的在线监测系统的软硬件组成及系统的应用进行了深入地研究，并提出了铝液波动的三种原因。论文以铝电解槽非稳态、非均一模型为基础，开发了一个将电压波动信息元分析模型、实时非均一极距软测量模型、操作优化决策支持模型等集成在一起的铝电解槽操作优化集成式智能性决策支持系统，提出了面向对象技术的知识表示方法和知识库模型，提出了基于目标驱动的模型库集成技术，并以中国铝业广西分公司320KA系列004#槽为试用对象，对系统的运行结果进行了实测与总结，诊断结果与实际结果相符，成功地实现了提高槽子电流效率、降低能耗的目的。论文以铝电解槽非稳态非均一模型及集成式智能型决策支持模型的开发为基础，提出了关键极节能新技术，对关键极节能新技术的定义和特征、技术实现进行了研究，提出了一套低极距下关键极节能操作新工艺，在试验槽上成功地实现了降低槽平均电压40mv、电流效率保持不变的节能效果。