我国的一次能源结构决定了我国电力行业以燃煤发电为主。由于超超临界机组技术具有继承性好,容易实现大型化等特点,提高超超临界机组在整个火电机组中的比例,提高超超临界火电机组的控制水平,是推进燃煤发电技术的重要方向。超超临界机组协调控制系统是在传统的控制系统的基础上发展起来的,是整个控制系统的重要组成部分,因此提高超超临界机组协调控制的水平对于提高超超临界机组的效率具有重要意义。由于超超临界机组是被控特性复杂多变的非线性对象,锅炉为直流炉,其运行参数高,且需要适应大范围调峰的要求,协调控制具有动态延迟性大,机炉控制耦合以及非线性强等控制难点。针对以上的控制难点,本文采用基于多模型的多变量约束预测控制来解决上述问题,其中采用预测控制可以解决耦合问题和动态延迟性大的问题,采用多模型的方法来解决系统的非线性问题。论文的主要工作如下:1.将超超临界机组协调控制系统简化为输入为燃料量、给水流量、汽轮机阀门开度,输出为蒸汽温度、蒸汽压力、机组负荷的三入三出系统,对于输入输出间机理上是如何相互影响的进行了分析,对协调控制的难点进行了详细的分析。基于以上协调控制的难点,本文提出了基于多模型的多变量约束预测控制方案,并给出了系统的结构框图。详细阐述了多变量约束控制中采用的双层优化结构,即稳态优化部分和动态优化部分,同时对多模型的策略进行了阐述。2.针对以上系统的分析,开发了相应的基于多模型的多变量约束预测控制软件。论文给出了软件的系统结构框图,阐述了模块的划分。对于配置管理模块,对其实现的类关系图,数据流向图、数据结构的选择等都进行了较为详细的阐述。对于算法模块,给出了算法主要的程序流程图,并对算法的核心部分的实现进行了较为详细的说明。对于接口模块,实现了软件的通用OPC通讯接口。3.通过多模型多变量约束预测控制软件对超超临界机组非线性模型进行了实时的仿真控制。针对系统的非线性,分别建立了系统在不同稳态工作点附近的阶段线性模型。控制结果表明采用本文提出的基于多模型的多变量约束预测控制使得超超临界机组系统在稳态工况控制精确,在变负荷的过程中能够较为平稳,同时有较好的变负荷速率。