水轮机安全稳定运行对于保证供电电能的质量起着极其重要的作用,负荷的变化将会直接导致水轮机调节系统频率不稳定,影响供电质量。水轮机调节系统基本任务就是根据负荷的变化调节水轮机转速,调节有功功率的输出,从而维持机组的频率在规定的范围以内,研究水轮机调节系统的运行规律,提高其控制性能,一直是水电领域里极其重要的问题。本文借助于仿真工具MATLAB研究水轮机调节系统被控对象的模型辨识以及水轮机调速器参数值的优化这两个问题。本文主要研究的第一个问题是水轮机调节系统被控对象的模型辨识。本文在分析和研究水轮机调节系统结构特点基础之上,在MATLAB的Simulink平台上搭建水轮机调节系统的被控对象的仿真模型,采用MATLAB的最小二乘法辨识工具箱辨识水轮机调节系统的被控对象的传递函数的模型。此外,为提高系统的控制性能,对上述辨识获得的模型进行调速器参数优化,通过编写粒子群算法,以电液随动系统、引水系统、发电机及其负荷作为被控对象进行调速器PID参数优化,通过对比水轮机调节系统调速器参数优化前后系统的阶跃响应输出发现,优化后的水轮机调节系统的控制性能指标如超调量、调整时间以及上升时间得到了改善,水轮机调节系统的控制性能得到了提高。