随着世界经济的快速增长,以及全球制造业对高精度板带的需求,板带轧机近年来得到了广泛的关注和发展。由于板带轧机具有非线性、不确定、多干扰等特点,使得板带轧机控制器设计成为具有非常有挑战的研究课题。围绕这一课题,以实现板带厚度的稳定跟踪为目的,依次从板带轧机的非线性特性、不确定性、外部干扰等方面逐步深入,系统地研究加性分解、动态逆、拟连续高阶滑模控制方法及有限时间稳定理论在跟踪控制问题中的应用。本文针对内环液压伺服位置控制系统及外环自动厚度控制系统存在的问题,分别采用加性分解和拟连续高阶滑模的控制方法进行分析并设计控制器。首先,对板带轧机的各个部分进行建模,分别建立了电液伺服阀、液压缸、轧机辊系模型,并在此基础上,构建了板带轧机控制系统的仿真平台。将轧机的厚度控制问题分为液压伺服位置控制和自动厚度控制,并分别针对液压伺服位置控制问题和自动厚度控制问题分析了具体的控制目标和控制策略。其次,考虑到液压伺服位置控制系统的非线性和不确定性,设计了基于加性分解和动态逆方法的位置控制器。加性分解方法将液压伺服位置控制问题分解为两个子问题,即线性时不变主系统的跟踪问题和次系统的镇定问题,然后利用动态逆设计出系统的控制器。同时,通过理论推导证明了控制器的稳定性。仿真结果表明该控制器能够抑制非线性和不确定性因素对系统的影响,保证系统位置跟踪精度且具有平稳的控制输出。最后,针对自动厚度控制系统存在外部干扰的鲁棒稳定性问题,根据传统积分滑模和高阶滑模理论,设计了基于拟连续高阶滑模控制方法的厚度控制器。利用Lyapunov稳定性理论,证明了所设计控制器的稳定性。仿真结果表明该控制器可以在有限时间内实现对期望厚度的稳定跟踪,并有效减小滑模控制的抖振问题,具有强鲁棒性。