在冷轧带钢表面进行热镀锌处理是带钢抗腐蚀的重要方法，带钢表面的锌层厚度决定了带钢抗腐蚀的效果。随着用户对热镀锌产品性能和表面质量要求的不断提高，镀层厚度精度及其均匀性已成为镀锌产品最重要的质量指标，同时也是钢企节锌降耗的成本要求，因此，镀层厚度控制一直是镀锌控制领域研究的热点。　　目前，我国先进的热镀锌生产线均从国外引进，外方出于对核心技术的保密达到技术垄断的目的，对镀层控制系统中的关键模型采取了“黑箱”的形式，这样严重制约了国内镀层控制系统的研究进度。基于此目的，本文采用先进控制理论和实践相结合的方法，开发出更切合实际生产状况的镀层厚度控制系统，并将研究成果成功应用于鞍钢冷轧5＃热镀锌生产线，实现镀层厚度控制系统的自主开发与应用。它是国内第一次自主完成冷轧热镀锌核心工艺控制技术的开发与工业应用。其主要研究内容如下:　　(1)在镀锌过程中，气刀是控制镀层厚度和均匀性的关键设备，镀层厚度控制要求对气刀流场和介质传输机理有一个基本的认识和理解。本文应用FLUENT软件，采用数值有限元分析方法对气刀流场刮锌过程的三维流动情况，进行了模拟研究。计算了射流压力沿带钢宽度方向的分布，分析了进气压力、气刀与带钢表面距离、刀唇间隙等参数对带钢表面压力场的影响规律，其影响规律是非线性且相互耦合。重点研究了带钢边部流场状态，以及边部挡板对边部流场的影响，为建立精确的锌层厚度数学模型，最终实现自动控制提供理论依据和基础。　　(2)从控制策略上，镀层厚度控制分为基于模型的预设、前馈控制和基于偏差的反馈控制。预设、前馈控制效果很大程度上取决于所建立数学模型的精确度，通过先验模型分析影响厚度的主要因素具有非线性特征，本文提出基于核偏最小二乘法建立镀层厚度预测模型。通过核函数将参与建模的数据转换到高维特征空间，解决非线性建模和结果数据相关问题，多组实验的平均相对预测误差小于4.9％。同时结合先验的经典机理分析模型，建立更加符合实际的精确数学模型，提高了预设、前馈控制精度。　　(3)针对不同生产过程产生的纵向镀层厚度缺陷，本文提出预设控制、前馈控制、纵向平均镀层反馈控制相结合的控制策略，提高镀层厚度精度。预设控制主要解决动态变规格时重要控制量的设定计算，模型参数采用自适应修正方法提高模型的准确性;前馈控制可以快速响应带钢变速时产生的厚度偏差，具有描述过程非线性特征和长期运行的自适应调节能力;纵向平均镀层厚度控制是通过喷气压力和气刀距离调节来提高平均镀层厚度精度。　　(4)针对横向镀层均匀性控制，本文通过气刀唇缝开度和倾斜反馈控制来改善横向镀层厚度的均匀性。提出采用影响效率函数矩阵来决定每一个气刀刀唇伺服电机调整量对各个镀层厚度影响的权值，并转化为求解二次型误差函数优化解，得到所需的气刀开度，同时相对较大的带钢边部和中部的厚度偏差，采用气刀倾斜控制解决。　　(5)针对镀层厚度控制对象的时变大滞后、强非线性和多变量影响的特点，本文提出了采用基于鲁棒性的无模型自适应(MFA)结合改进Smith预估的思想，通过理论证明其稳定性和收敛性，并研究在不同对象特征（包括一阶滞后、非线性系统、高阶系统）的条件下，与传统方法进行比较，仿真和实际应用结果表明控制方法的有效性。开发出了相应的控制系统软件，为了检验镀层厚度控制系统的有效性，分别测试了在稳定生产、带钢速度变化、动态变规格和带钢板形边浪较大情况下，系统控制效果。　　本文的研究结果针对热镀锌镀层厚度控制，具有较强的实用性。目前，基于这些镀层厚度控制策略及控制模型已开发出可满足工业应用的冷轧热镀锌镀层厚度控制系统，并将研究成果应用于鞍钢冷轧5＃热镀锌生产线取得了良好的效果，自2012年3月开始几乎100％的钢卷都通过此自动控制系统镀锌。同时，本文的研究成果对现有镀层厚度控制系统的改造以及新建镀层厚度控制系统的建设具有一定的指导意义。