本文从实际应用的角度对火电单元机组协调控制系统进行了研究，在分析协调控制系统特性的基础上，总结了实际运行的协调控制系统中存在的问题和影响控制效果的原因。 从快速满足电网负荷指令的需求，抑制各种干扰，保证机组的稳定运行的中心任务出发，首次提出采用二自由度PID控制器作为锅炉和汽机的主控制器，解决常规单自由度PID控制器不能兼顾目标跟踪特性和抗干扰特性的问题，并在一定程度上解决了协调控制系统对锅炉前馈回路过分依赖的问题。 借助于遗传算法的全局参数寻优能力，采用归一化处理的方法构造了一个综合性的适应度函数，来评价系统的控制效果，在此基础上对协调系统的锅炉控制器和汽机控制器的十二个参数进行寻优。仿真试验表明，采用遗传算法寻优所获得的二自由度PID控制器比采用经验方法整定的控制器具有更好的控制效果，保证了所设计系统的实用性。 针对锅炉对象大迟延特性，采用基于规则的方法，利用模糊预估策略对过程的输出进行预测。消除了锅炉侧纯迟延带来的不利影响。仿真试验表明采用模糊预估能够有效的降低系统的超调。 为了从全局上优化系统的控制行为，采用模糊控制策略对锅炉和汽机的指令进行智能化的调整和约束。根据不同的负荷阶段、主要参数的变化情况及时调整有关的指令，使协调控制系统向着有利于全局优化的方向调节。 将模糊控制引入锅炉的前馈控制回路，依据动静态能量分离的原则，根据主要参数及其变化趋势并结合预见的思想，合理调整动态过程中动态太原理工大学硕士学位论文能量的分配，满足动态过程中系统不同阶段的能量的需求，降低了升、降负荷过程中能量的累积和欠缺。有效的提高了负荷的响应速率，保证了系统的控制品质。