为了优化超临界机组燃烧系统的控制技术,首先要了解其热工特性,然后建立便于控制的数学模型。超临界机组燃烧系统设备众多,内部结构复杂,因此燃烧过程对象是一个各参数相互影响、多输入多输出的被控对象。文中分析了超临界机组燃烧系统的热工特性、工作原理及控制任务,并给出了贵州某电厂600MW超临界机组的运行规范。近些年来,随着控制理论的不断完善和计算机技术的不断发展,系统辨识技术和建模方法已经形成了比较成熟的理论体系。但是,超临界机组燃烧系统的建模和优化方面还不太完善,需要更深入的研究。随着电站机组的分散控制系统(DCS)和实时监控系统(SIS)在电力行业的广泛应用,我们可以利用智能算法对某个工况的现场历史数据进行系统辨识,并能够得到比较接近实际的数学模型。文中给出了600MW超临界机组炉膛负压系统、烟气含氧量系统和主汽压系统这三个典型系统的特性分析,并采用粒子群(PSO)算法对这三个子系统的现场历史数据进行模型辨识。通过辨识结果与原始数据对比,验证了基于现场历史数据建立系统模型的可行性。本文针对燃烧系统的大惯性、强耦合、时变和非线性等过程特性,引入了分数阶PI~λD~μ控制器,该控制器比整数阶控制器具有更好的跟踪能力、更快的响应速度、更强的抗干扰能力和鲁棒性。文中通过对比分数阶PI~λD~μ控制器和整数阶PID控制器的控制效果曲线,充分验证了PI~λD~μ控制器对于超临界机组燃烧系统的复杂动态过程具有更好的控制品质。分数阶PI~λD~μ控制器的研究和应用,为火电厂热工过程控制系统的设计及改进提供了有力的参考依据。