超临界机组数学模型是一个具有时变性、强耦合、等直流特性的多变量非线性控制系统。随着电网对机组考核标准的不断提高，现有的传统控制方法很难满足电网的需求。如何提高超临界机组协调控制系统在变工况运行时的自适应能力，成为热工控制领域的重要研究课题。根据超临界机组的特点，分别对炉膛内的燃烧及传热、管道传递、汽轮机做功等过程进行了合理的简化，得到超临界机组的简化模型。建立超临界直流锅炉的物理模型，由蒸汽发生段、过热段的热平衡方程推导各段的蓄热系数。结合反推法在处理复杂非线性控制系统的优势，将反推控制原理应用到超临界机组的协调控制系统中，把超临界机组分解成若干个子系统。在拆分开的每一个子系统中，引入虚拟变量并与李雅普诺夫函数相结合，逐步推出控制率，从而设计出锅炉主控与汽机主控的反推控制器。反推控制器克服了超临界机组多变量的耦合性、参数不确定性及非线性。仿真结果表明反推控制器能够快速准确地响应跟踪信号的变化，有效提高了机组变工况运行时的自适应能力，同传统的PID控制器相比较，反推控制器取得理想的控制效果，证明了该控制方法的优越性。