分层递阶智能控制理论是当前控制领域的研究热点之一，随着计算机软、硬件技术的飞速发展和智能化技术的日趋成熟，各种模型和分析综合方法层出不穷，新的理论和研究成果不断出现，并已在实际工程应用中显示出巨大的威力和发展潜力。 本文结合造纸过程，讨论分层递阶智能控制在工业过程中的应用。充分考虑到造纸系统本身是一个复杂的传热传质过程，干扰多、耦合严重、纯滞后大等特点，对系统进行分层，采用Petri网、内模控制等优化算法对系统进行了建模、控制及解耦，详尽阐述了造纸机定量水分专用控制装置的设计方案、特点、相关的软硬件资料和控制策略的具体实施。深入分析了分层递阶智能控制系统包括其建模、分析与控制，复杂工业生产过程的优化控制等问题。以造纸工业过程为例，设计了一个具有三层结构的分层递阶智能控制系统，是一个集生产、调度，控制为一体的综合自动化控制系统。 本文主要的内容和所取得的主要成果如下： （1）详细分析和阐述了分层递阶智能控制系统的产生原因和发展过程；全面、系统地概述了智能控制系统的研究现状和研究成果，并指出了理论研究与实际应用中所存在的困难和一些亟待解决的问题。 （2）针对分层递阶智能控制系统协调级进行了理论研究。对Petri网理论，调度的形成与算法，离散事件系统进行了详细的阐述。在研究混杂受控Petri网（CtlHPN）的基础上，对其进行了离散化得到扩展时间Petri网（ETPN），对从矩阵理论研究混杂受控Petri网提出了一种新的方法。用petri网模型对现场总线进行模拟，建立了相应的即时时间Petri网（ITPN）。为Petri网在工程技术领域的研究、现场总线的分析提供了一个新的思路。 （3）根据智能控制和Petri网理论、以造纸过程定量水分专用装置为研究背景，讨论了分层递阶智能控制协调级在工业过程中的应用，并进行了11 浙江大学博土学位论文建模和分析，实现规划、决策、学习等智能功能。 （4）深入讨论了预测控制系统的算法和系统的设计方法。首先介绍了预测控制的产生，井对常规反馈控制与预测控制进行了比较，着重研究了内模控制结构，本文中造纸过程定量控制采用内模控制，给出了内模控制器设计方法，同时对系统的稳定性和鲁棒性进行了分析，来用多步预测、滚动优化和反馈校正等控制策略，因而控制效果好、鲁棒性强，适用于控 ，－·———－—、．—一、b，、。。—。一，。———－，。＿…，＿、，－＿t制不易建立粕确数学模型且比较复杂的工业生产过程。 O 讨论了神经网络解耦智能控制系统。以输人输出模型表示的离散时间多变量非线性系统的可解耦条件，在系统模型未知时，算法相当复杂，无法进行工业应用。定量和水分是鉴定成纸质量的两个重要参数，但两者之间存在着强耦合，两调节量与被调量之间相互影响，针对这一问题作者对多种解祸控制方法进行了分析确定了以神经网络为解耦方式，并取得满意的解耦控制品质，为进一步提高非线性解耦控制系统的鲁棒性提供必要的基础。表明以多变量智能解耦控制技术在解决复杂工业过程的控制问题是有效的。 O）结合造纸过程，讨论分层递阶智能控制级在工业过程中的应用。首先分别对造纸系统工艺流程及机理和工况进行了分析，充分考虑造纸系统本身是一个复杂的传热传质过程，干扰多、耦合严重、纯滞后大等特点，采用内模控制等优化算法对系统进行了建模和控制，详尽阐述了造纸机定量水分专用控制装置的设计方案、特点、相关的软硬件资料和控制策略的具体实施。该方案能够根据系统具体工况的改变实时的调整控制决策，从；而使得系统具有更快、更强的适应能力，而且能增加产量、节约原料使经济效益大大提高。‘ 最后对全文进行了概括性总结，指出了理论和应用上有待进一步研究的问题。并对智能控制理论的发展前景进行了分析与展望。