水泥是我国建筑行业的基础原材料，其以使用广、用量大、功能强等特点著称。长期以来,水泥生产主要是由人工凭借经验给定喂煤量,来控制分解炉和回转窑的温度。由于人工操作的不精确和滞后性,导致水泥生产过程中产生高耗能、高污染和低效率等问题。因此对水泥回转窑的系统建模和仿真研究有着重要的经济效益和社会意义。水泥回转窑系统是连续进出料的高温热工设备，它的热工参数离散，理化反应复杂，且气、液、固三相并存，是一个多变量、非线性、强干扰、大滞后的复杂系统。所以，常规的控制方法很难实现对它的优化控制。本文根据水泥窑设备生产的机理，通过质量守恒和热量守恒建立数学模型，这种模型通常称为理论解析模型，其具有比较严密的理论依据，在任何情况下都经得起推敲。主要工作内容如下：首先,简要介绍了新型干法水泥生产工业的概述及其发展现状,系统地总结了国内外水泥窑系统控制的研究及应用情况。深入研究了新型干法水泥生产系统的结构和工艺流程,并介绍了主要的生产设备。然后,详细地分析了水泥生产主要环节分解炉和回转窑的内部过程，并且针对各自的温度找出影响温度变化的主要因素，为建模做好准备。对于水泥生产过程的多变量、非线性、强干扰、大滞后的复杂系统这个情况，通过建模方法的分析，本文选用机理建模的方法对水泥窑建立数学模型，即是对分解炉和回转窑分别通过质量守恒和热量守恒的原理建模。再次,深入分析预估和控制算法的控制原理，对建立的分解炉和回转窑模型设计预估算法和控制算法，用MATLAB进行仿真，最后分析实验结果。结果表明建立的模型有良好的稳定性、容错性和抗干扰能力，表明了该系统的可行性和有效性。最后是对全文的总结及个人的一点展望。