火电单元机组机炉协调控制系统是一个复杂的多变量非线性控制系统。针对此控制系统，众多先进控制算法已经得到了初步应用，并且已经解决了一些控制难题。但目前电力系统急需解决的单元机组经常性大范围变负荷问题，却还没有很好地解决。为解决此问题，本文研究了模糊多模型控制方法及其相关理论。本文的研究内容集中在如下几个方面：根据非线性系统平衡流型和非线性测度的定义，提出了关于平衡流型参数的相对非线性测度的概念，据此绘出了一个具体单元机组机炉协调控制系统模型的相对非线性测度曲线，对此协调控制系统非线性模型进行了线性化，并用隶属度加权的方法将各线性化模型连接成协调控制系统T-S模糊模型。提出了一种以多变量IMC或鲁棒控制作为局部模型控制器、以T-S模糊模型作为监督器内部模型的模糊监督控制算法，并对其全局稳定性给出了一种证明方法。根据单元机组机炉协调控制系统T-S模糊模型，设计了模糊监督控制系统，对其全局稳定性进行了验证，并对此监督控制系统的定值跟踪性能、抗内部扰动性能、监督器参数对监督控制系统品质的影响以及模糊监督控制与模糊变结构控制的本质联系等问题进行了研究。给出了一种将控制系统的稳定性要求、输入-输出限制、动态性能指标要求等问题均统一到一组LMI的凸优化问题求解上的定值跟踪多变量PDC控制算法。根据单元机组机炉协调控制系统的T-S模糊模型设计了PDC控制算法，并与采用鲁棒控制器作为局部模型控制器的模糊监督控制进行了对比。这种PDC控制设计方法，克服了一般模糊控制设计方法对控制系统稳定性和动态性能指标等问题无法进行有效分析的弱点。分析了DEB400存在的动态过渡品质较差等问题，组态了一个具体的500MW单元机组的模糊监督协调控制系统，对相关的前馈设计、机炉控制回路状态重构等问题进行了研究，并对协调控制系统目前存在的主要问题及发展方向进行了探讨。