汽轮机作为火力发电厂中最主要的设备之一,其控制系统贯穿于电力生产的始终,其性能的优劣直接影响汽轮机组和电网的安全、经济、稳定运行。本文以300MW凝汽式汽轮发电机组为研究对象,根据数字电液控制系统的运行机理建立了各环节(包括电液转换器、油动机、进汽容积、蒸汽功率、转子)的数学模型,并在MATLAB/SIMULINK环境中对它们的动态特性进行了仿真研究。在此基础上,对目前广泛采用的基于串级PID控制方案的DEH系统进行了仿真研究,给出了控制器参数的整定方法,对控制器参数进行了整定优化,得到了控制系统在各种扰动信号作用下汽轮机转速和功率的输出曲线,并对控制系统的鲁棒性进行了仿真研究。由于汽轮机是具有非线性、参数时变和不确定因素的典型复杂热工系统,目前先进控制方案实际运用于汽轮机组的实例仍非常少见,因此,本文采用模糊控制策略对现有控制方法又进行改进,设计了一个模糊自整定PID控制器取代原有的功率控制器。针对300MW凝汽式汽轮发电机组并网后的负荷控制,在MATLAB中对新的控制方案进行仿真研究,给出了新方案下控制器参数的整定方法,对比分析了两种控制方案下控制系统的控制性能,比较它们在不同的扰动方式下汽轮机的功率和转速输出曲线,指出新方案在控制系统受到定值扰动、汽压扰动、调节级压力扰动时调节效果更好。本文的研究对于进一步提高汽轮机的控制品质,为提出和研究性能优化的汽轮机组控制系统设计方法提供了参考依据。为了提高电厂工作人员对DEH系统的运行机理的了解和系统故障的查询,本文还对汽轮机数字电液控制系统故障模式及影响分析,建立了DEH系统故障诊断知识库,采用Browser/Server架构,开发了Web方式的汽轮机电液控制系统故障诊断查询系统,实现了DEH系统故障分析知识的远程查询。