火电厂热工系统(典型的有过热汽温控制系统和单元机组协调控制系统)是个十分复杂的控制系统,其具有大时滞大惯性、多变量和存在干扰等特性,并且模型参数随负荷改变而改变。由于热工系统的这些特性,使它在传统的控制算法下难以获得良好的控制性能。针对过热汽温控制系统的特性,本文对定量反馈理论(QFT)与广义预测控制算法(GPC)进行了研究与改进。首先,QFT设计控制器时存在繁琐的整形过程,不方便设计者使用,本文提出了一种简单有效的控制器设计方法,避免了繁琐试凑的整形过程。其次,传统的广义预测控制算法应用在热工控制系统时,系统输出会出现超调,且存在繁琐的矩阵求逆运算。针对这个问题,本文对广义预测控制算法进行了改进。最后,本文提出了一种IGPC-QFT串级控制算法,并将其应用于过热汽温控制系统中。系统的导前区采用定量反馈理论来设计控制器,提前减小导前区模型参数的时变影响,并抑制其中的干扰。系统的惰性区采用改进的广义预测控制算法(IGPC),抑制超调,克服系统的大时滞与大惯性。与传统的控制算法的仿真效果对比,验证了其在过热汽温控制系统中的有效性。单元机组协调控制系统是一个多变量的控制系统,且变量间存在强耦合特性。本文采用前馈补偿法对系统进行解耦,再将提出的IGPC-QFT控制算法应用其中,仿真结果验证了其在单元机组协调控制系统中的有效性。