中厚板轧后控制冷却是提高产品质量和开发高附加值产品的重要技术措施。控制冷却数学模型是实现控制冷却的核心部分,而控制冷却温度场模型又是控制冷却数学模型的核心。虽然近年来国内外的研究人员已开发了各种不同的控制冷却数学模型,但是其模型的核心内容均未公开发表,并且很少有人单独对控制冷却过程中的温度场变化路径进行深入分析和研究。为此,本文的主要研究工作如下：(1)结合国内某中厚板厂控制冷却系统改造工程,对中厚板控冷系统的控制模块功能及相应的冷却控制策略、层流冷却模式和集管的排布组合方式对冷却速率大小控制策略进行分析。(2)根据中厚板控制冷却的特点,在分析中厚板冷却过程中传热过程的基础上,对中厚板层流冷却过程温度场模型进行深入研究,建立差分格式的模型,并采用交替方向法使其更具简洁性和实用性。(3)引入最优控制理论知识,以温度场空间模型为状态方程,建立中厚板控制冷却时温度跟踪的线性二次型性能指标,然后运用庞特里亚金最小值原理进行推导分析,求出最优控制参数的必要条件。(4)首先选取模拟钢板合适的物性参数,结合现场生产试验数据,采用共轭梯度优化算法,求解集管最优水流密度；然后模拟控制冷却过程的温度场,并加以分析。模拟路径图表明,采用线性二次型性能指标与温度场的状态空间模型相结合的最优跟踪控制方法,能够进一步提高中厚板终冷温度的控制精度。