本文针对船用主锅炉的运行特点及对燃烧控制系统的要求，研究并设计了一个新的燃烧控制系统。首先讨论了目前船用主锅炉燃烧控制系统的工作原理及存在的不足；针对船用主锅炉的结构及运行特点，设计了单交叉限幅燃烧控制系统和双交叉限幅燃烧控制系统，同时给出了系统原理图及有关参数的过渡过程曲线，讨论了系统工作原理及优缺点；在双交叉限幅燃烧控制系统的基础上，将固定偏置经过自变量的选取，改进成变偏置，设计了变偏置双交叉限幅燃烧控制系统，给出了系统原理图及有关参数的过渡过程曲线，同时也给出了空气压力和燃油流量正负偏置函数与变偏置折线函数的关系式。该系统继承了单交叉限幅燃烧控制系统和双交叉限幅燃烧控制系统的优点，克服了不足，在保证系统变负荷响应性能的同时，还兼顾了系统的经济性能。其次，介绍并讨论了目前船用机炉协调控制系统中的主锅炉燃烧协调控制系统，指出了系统的优点及不足。针对目前船用主锅炉燃烧协调控制系统存在的不足，改进并设计了船用主锅炉燃烧协调控制系统。给出了系统的设计原理图，以及折线函数的原则设计曲线，推导出了机炉协调控制系统中有关环节的传递函数，分析了系统的工作原理。改进设计的机炉协调控制系统继承了原机炉协调控制系统的优点，并克服了原系统的不足。最后，对所设计的燃烧控制系统及机炉协调控制系统，通过闭环仿真试验验证了变偏置双交叉限幅燃烧控制系统的合理性，以及机炉协调控制系统对减少主蒸汽压力动态偏差的作用。通过仿真试验同时给出了变偏置双交叉限幅燃烧控制系统中有关控制参数以及变偏置参数的最佳取值范围，该结果可供控制系统实船应用及调试时借鉴。