高炉煤气是炼钢工业中生产的主要废气,高炉煤气燃气-蒸汽联合循环以高炉煤气作为主燃料,可以有效节能减排、发展循环经济。但是高炉煤气燃机在结构和运行原理上与传统天然气燃机有所区别,并且高炉煤气具有组分和热值变化频繁的特点,这就导致联合循环机组常常会偏离设计工况运行。另外联合循环本身存在大惯性、强耦合和强非线性的特点,在机组总负荷调节过程和燃料热值波动的情况下,传统控制系统很难取得满意的控制效果。因此掌握高炉煤气联合循环的动态特性,并采用先进控制算法进行控制策略改进,具有重要意义。本文的主要研究内容如下:（1）利用Matlab/Simulink平台搭建了完整的高炉煤气联合循环动态机理模型,在此基础上,分别从燃料旁通阀开度、IGV开度和燃料热值的角度对系统进行了阶跃动态响应试验。根据动态响应曲线,从机理的角度分析了高炉煤气联合循环主要变量间的动态特性。（2）针对高炉煤气联合循环中汽机惯性比燃机大很多、高炉煤气热值波动等特点,首先对系统进行了非线性和耦合性的分析,在此基础上,提出了基于可测扰动前馈MPC的负荷控制方案,将IGV和燃料热值的变化作为可测扰动前馈信息。针对高炉煤气联合循环大范围变工况的强非线性问题,提出了多模型MPC控制器的策略,选择IGV开度作为调度变量,有效减小了负荷大范围变化时非线性对控制品质的影响。（3）由于工程上开发一套完整的控制系统除了设计核心闭环控制算法外,还需考虑其他控制逻辑和相关设计问题,且对于高炉煤气燃机这种特殊结构和运行原理的机型,在国内DCS平台上自行开发的控制系统很少。为此,基于NT6000平台完整地开发了一套高炉煤气燃机控制系统,内容包括控测点及IO接口设计、控制逻辑设计（含模拟量控制）、数据连点、人机画面等,最后将开发的控制系统在仿真机上进行投运试验,验证了该控制系统的有效性。