碳纤维纺丝过程中的凝固浴环节是原丝成型的基本环节，其初生丝条的质量直接关系到最终碳纤维原丝的结构与性能。凝固浴的各种物理化学因素均会直接影响到丝条的成型过程，这些因素之间互相耦合、关系复杂，加上生产环境随时间的频繁变化，使得对碳纤维凝固浴的控制具有较大的不确定性，控制系统中的故障潜伏不可避免。另一方面，由于碳纤维纺丝过程由多个环节组成，各环节之间相互关联，使得对碳纤维纺丝过程建立可靠、高效、连续的控制体系，成为工程控制领域极具挑战性的任务之一。提高碳纤维凝固浴控制系统在故障情况下的稳定性和安全性，对碳纤维原丝的丝条性能及生产可靠性均具有重大意义。生物免疫系统高效的调控机制，可以作为设计新颖的智能化控制算法的灵感来源。碳纤维凝固浴所具有的高度复杂和行为不确定等特点及其严格的控制要求和质量要求，与生物体免疫系统的特点很相似，具有应用免疫系统启发的智能控制手段的潜力。本论文在生物体免疫综合调控机制的基础上，抽象其监视、记忆、应答与学习等调节机理，设计智能化的可重构控制器（体系）及其控制方法，并应用在以碳纤维原丝生产过程的凝固浴环节为典型代表的复杂工业生产过程中，以提高生产过程的控制水平和故障情况下的可靠性，实现生产过程一定的容错能力。本论文的主要工作如下：（1）对可重构控制理论进行了深入分析，归纳了可重构控制原理的基本思想，为下文设计碳纤维凝固浴的可重构控制系统提供理论依据。同时对生物免疫系统的综合调控机制进行阐述，并对其监视、应答、学习与记忆四个方面的重要特性进行抽象与归纳，分析生物免疫系统与可重构控制系统在系统要求、系统特性以及调控目的等方面的相似性，为下文基于免疫机制设计碳纤维凝固浴的可重构控制系统提供理论基础。（2）基于生物免疫系统在抗原入侵时对内系统的稳定过程，抽象其抵御外来入侵的调控机制应用于可重构控制系统中，设计了针对碳纤维凝固浴执行器故障情况的免疫可重构控制系统，将免疫系统应对入侵的各流程抽象为多个模块，按照将控制系统的执行器故障看作入侵的抗原，将相应的控制策略看作消除抗原的抗体的类比思想，把可重构控制系统当作一个具有免疫能力的生物免疫系统，充分利用了免疫机制中的各项性能，使故障下的控制系统能够保持一定的稳定性。（3）基于免疫克隆选择过程的学习与优化机理，在对控制器初步重构的基础上对控制参数进一步优化，从而使重构控制器的控制性能达到全局最优。在考虑不确定性影响的基础上，又进一步地将免疫克隆选择的优化过程与鲁棒优化思想相结合，建立鲁棒对等模型，把原始的优化问题以一定的近似程度转化为一个具有多项式计算复杂度的凸优化问题，从而提高最优解在不确定性条件下的可行性，使其免受数据不确定性的影响。最后，对全文进行了总结和展望，归纳了主要研究成果与实验结论，并提出了一些值得进一步拓展研究的方向与问题。