球磨机制粉系统作为火电厂里重要的发电设备，在国内外火电厂中广泛应用。现阶段主要应用在电厂中的磨煤机分为两种，一种是单进单出型，另一种是双进双出型。无论哪种类型的钢球磨，都存在大时滞强耦合的特点，同时又有许多其他干扰因素，所以想要建立精确的数学模型较为困难。由于球磨机是一个典型的三入三出系统，对于此类高阶强耦合的非线性系统，如何解决系统的建模和自动控制问题，仍是当今研究热点。本文通过对球磨机进行工作原理分析，从机理法出发，建立球磨机的机理数学模型，并在机理数学模型的输入变量加入一定量的扰动，给出阶跃扰动测试，建立出球磨机系统的传递函数模型。由于球磨机制粉系统在工况变化情况较大时，被控对象模型和实际对象模型会出现较大偏差，使用单独的PID控制算法不能取得良好的控制效果。所以我们在建模基础上，结合作为工业过程控制中应用最广泛的基本控制律——PID控制，在一般广义预测控制算法的基础上，通过对广义预测控制目标函数的改进，将新的PID-GPC目标函数首次应用到球磨机系统。新增加的PID调节器使设定值与实际值的偏差实时改变，不仅增强系统的跟踪性能，也提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性能。最后分别通过对电厂300MW和600MW大型单元机组负压运行的磨煤机制粉系统进行仿真实验，表明该算法较一般前馈解耦PID控制具有更好的鲁棒性,更宜于工业应用。