伴随着我国水电事业的大力发展,部分水电厂中投运较早的调速器已经到了使用寿命,需要进行改造升级,不仅需要在硬件上有所提升,也需要针对影响其控制品质的工程问题,改进软件中的控制方法。本文针对马回电站25MW机组的调速器进行改造设计,在程序设计中,根据两个主要的工程问题,确定了控制方法的改进方向,并利用最接近工程实际的仿真方式,对改进控制方法进行了仿真验证,得到了解决方案。随后,又将最终确定的解决方案应用于马回电站调速器的程序设计中,完成了调速器的设计,并对完成装配的调速器进行了现场调试与试验。首先,本文对调速器控制方法研究所使用的仿真平台和被控对象数学模型进行了简要介绍,使用了调速器编程开发软件Automation Studio作为仿真平台,并以调速器设计师普遍认可的模型作为被控对象的数学模型。其次,本文对工业控制中常用的控制方法和理论研究中比较热门的控制策略进行了总结,针对问题1——定参数的工业PID控制难以适应多变的机组运行工况,采用了将变参数PID控制与模糊控制相结合的控制方法来解决;针对问题2——执行机构动作速率有限易引起控制器饱和,采用了基于Anti-windup 的 PID 控制方法来解决。再次,本文对定参数的工业 PID 控制和 以上改进控制方法进行了仿真对比和分析,结果表明,改进控制方法能够有效地解决以上两个工程问题,提高了调速器的整体控制品质,并为调速器的程序设计提供了可行的控制方案。最后,本文针对马回电站调速器的设计,简要介绍了机械液压随动系统和电气柜的设计,并将最终确定的控制方案应用在了频率、开度、功率调节部分的程序设计中,完成了该调速器的设计。在完成调速器的装配后,又进行了现场调试与试验,试验结果表明,该调速器的各项性能指标均满足设计要求,控制方案和设计是可行有效的。