板厚和板形精度是衡量板带材质量的两大重要指标，但无论是控制板厚还是控制板形，其实质都是对辊缝进行控制，而在实际的轧制过程中，辊缝在很大程度上取决于轧机辊系的动态特性。因此，本文在对四辊轧机辊系动力学特性和带材动态轧制过程模型的研究基础之上，建立了基于辊系动力学的板带轧机动态轧制过程数学模型，并对其进行了仿真研究。为了研究轧机辊系横向的动力学特性，将轧机辊系看作弹性连续体，考虑剪切变形引起的挠度和转动惯量对轧辊横向振动的影响，应用Timoshenko梁模型列出其横向自由振动方程。考虑到实际轧制时轧辊两端不是固定的，而是会产生垂直方向的位移波动，将辊系两端看成弹性支承，在此边界条件下，利用解析法求解自由振动方程，得到辊系横向自由振动的各阶固有频率和主振型。在辊系横向自由振动的基础上，以研究板厚和板形控制为目标，考虑激振力如轧制压力、弯辊力等的影响，建立起辊系的横向受迫振动模型。并对其进行求解得到在不同激振力作用下轧辊的振动规律、辊缝的分布规律以及对轧制过程的影响。考虑轧机辊系的动态特性及轧制过程中金属变形的动力学特性，采用金属变形动态秒流量相等理论，建立了带材动态轧制过程模型。取变形区微元体进行受力分析，导出包含辊缝变化速率的动态卡尔曼微分方程，求解卡尔曼微分方程得到单位轧制压力及轧制中各参数的表达式。将所建立的辊系动力学模型和带材动态轧制过程模型耦合联立，建立起基于辊系动力学的板带轧机动态轧制过程模型。并用MATLAB软件进行编程仿真，得到各轧制参数随时间的变化规律，为实现在线板厚板形的综合动态控制打下了基础。