钢铁是国民经济基础原料,也是重要的战略物资。钢铁产业是国民经济支柱产业,钢铁产业发展水平是衡量一个国家经济水平与综合国力的重要标志。我国是产钢大国,但离钢铁强国仍有一段距离。近年来我国钢铁产量过剩,钢材市场持续低迷,钢铁企业竞争愈发激烈。在这样的行业背景下,通过改进生产工艺,采用先进控制与优化技术,可以有效地降低生产能耗,带来可观的经济效益,从而显著提高企业竞争力。本文主要研究了钢材轧制过程中加热炉温度的控制问题。针对一条高速线材生产线上的加热炉对象,设计了加热炉炉温广义预测控制器。为充分利用现场原有的测点、执行器和控制回路,采用温度串煤气流量串级控制器结构。外回路为广义预测控制器,内回路保留了现场原有的PID控制器。加热炉炉温广义预测控制器的正式投运,改善了炉温控制品质,降低了加热炉的燃料消耗和钢坯的氧化烧损,取得了可观的经济效益。在实现炉温广义预测控制器时,改进了广义预测控制器的输出限幅策略,提出了一种动态设置控制器输出下限的方法。在最大化控制器输出范围的条件下,解决了输出饱和问题。在解决加热炉待轧工况下炉温控制问题的过程中,提出了一种炉温多模型切换控制策略,较好地解决了加热炉待轧工况下炉温的控制问题。