功率控制系统是核反应堆系统的重要组成部分，是维持反应堆稳定和控制其功率在给定水平的重要手段。在运行过程中，对反应堆功率的有效控制对于反应堆系统的安全性和经济性有着重要的意义。因此，对核反应堆功率控制系统的研究是非常有价值的。反应堆功率动态过程是一个具有强非线性、多参数、强耦合、强干扰等特点的复杂时变系统。在负荷跟随条件下，当出现大的功率变动时，经典PID控制器的调节性能，诸如闭环渐进稳定性等，受到了挑战。T-S模糊模型可以实现对非线性系统的无限逼近，因此，本文基于T-S模糊模型，结合最优控制理论的已有结论，对反应堆功率控制系统进行了相关研究。本文在单组缓发中子动态模型的基础上，利用T-S模糊模型构建非线性的反应堆功率模型，结合最优控制理论、LMI（线性矩阵不等式）技术设计了基于T-S模糊模型的LQR最优控制器，实现对反应堆功率的负荷跟随控制，并利用Lyapunov稳定性原理验证了所设计的反应堆功率闭环系统是稳定的。仿真结果表明，所设计的TS-LQR控制器能够对核反应堆功率进行有效地控制。同时基于T-S模糊模型，设计了最优滤波器。把所设计的TS最优滤波器应用到反应堆功率反馈控制器中，仿真结果表明所设计的TS最优滤波器能够满足反应堆功率控制系统的要求。