在发电过程中,锅炉过热器出口的主蒸汽温度是确保锅炉安全运行的重要指标,直接影响生产机组运行的可靠性与经济性。因此,对主蒸汽温度控制系统的设计与研究是目前控制领域的主流方向。如今大部分电厂都采用常规串级PID控制系统来调控主汽温,面对主汽温这种大延迟、大惯性、模型不精确的时变非线性控制对象,简单的PID控制器是难以达到高精度的控制质量要求。因此本文基于锅炉主蒸汽温度的动、静态性能研究,对主蒸汽温度优化控制系统进行分析设计。本文首先介绍了主蒸汽温度对于锅炉系统的影响,对引起主蒸汽温度变化的几种干扰因素进行研究,分析主蒸汽温度的动态性能及静态性能,并详细阐述了基于喷水减温控制方案的串级主蒸汽温度控制策略。其次,在分析PID控制、模糊控制以及两者结合的算法基础上,选择模糊自适应PID控制器作为锅炉的主蒸汽温度控制系统,设计出基于模糊PID的主蒸汽温度控制系统,并对系统的工作原理及实现过程做了进一步分析。接着,对模糊PID控制器进行优化,设计了一种改进模糊PID主蒸汽温度控制系统。最后基于Matlab/Simulink及Fuzzy工具箱,对主蒸汽温度控制系统进行仿真分析,验证改进后的控制方案具备良好的跟踪性、鲁棒性以及抗干扰能力,基于此控制器下的主汽温系统能够实现对干扰的快速响应,提高系统稳定特性,具有一定的实际应用和研究价值。