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本发明公开了基于PLS算法的板带热精轧过程分机架联合监控与诊断方法，涉及热轧板带精轧加工过程质量管控技术领域，包括以下步骤：根据热轧板带精轧生产阶段，对精轧各机架轧制过程厚度质量相关工艺变量进行选择，构建各机架生产数据子块样本，对原始数据进行标准化处理；利用PRESS检验获得各机架子块累积贡献率，确定主元个数；利用PLS算法构建各机架数据子块模型，计算子块统计量，获得各机架生产过程监控数据状态信息；构建分机架数据子块变量贡献图，进行质量相关变量异常推理，得到异常根源变量。本发明改善了多机架轧制过程因质量遗传造成的根源诊断错误的不足，实现了多机架轧制过程质量异常的精确溯源、轧制过程长期稳定生产的目标。