随着钢铁业的不断发展，板带材产品的产量也不断上升。致使人们对板带产品的质量要求也不断提高。当今社会，板带材质量指标中的板厚控制技术已基本成熟。而板形自动控制技术受到轧制工艺、检测和控制系统的限制，发展还不够完善，成为了困扰提高板形质量的一大难题。而且由于轧制过程的复杂性，很难完成高精度板带轧制的在线板形控制。所以，在深入研究板形系统的基础上，研究新的、高精度的板形控制系统模型已经十分必要。首先，本文系统的研究了轧辊分段冷却控制系统的组成和基本原理，通过分析轧辊分段冷却控制系统的特性，建立了更加简单高效的分段冷却控制系统模型。该模型将一个强耦合、非线性的复杂分段冷却控制问题简化为了单变量、多回路的控制问题，大大简化了分段冷却控制器的设计。其次，结合当今社会应用越来越广泛的人工智能控制方法，将相对成熟的模糊控制理论应用于轧辊分段冷却控制系统中。然后，本文首次将云模型运用到轧辊分段冷却控制系统中。更好的解决了控制系统中不确定性、非线性的问题。通过模拟仿真表明，云模型分段冷却控制的结果要优于模糊轧辊分段冷却控制系统。最后，本文以某厂1220四辊冷轧机组的轧辊分段冷却控制系统为仿真对象，以MATLAB软件为平台，对轧辊分段冷却控制系统分别进行了PID、模糊PID和云模型PID三种控制方法的模拟仿真。仿真结果表明，云模型PID控制方法建立的控制模型是有效的。而且，其控制系统的调节能力和抗干扰能力更强，能达到很好的稳态控制，具有较高的控制精度。