作为大型火电机组的2X2 MIMO典型回路，协调控制系统和一次风控制系统的控制器设计工作具有较大的难度。同时，它们在单元机组的控制中有着非常重要的作用。本文对上海宝钢电厂协调控制系统的锅炉跟随控制方式和一次风控制系统的多变量PID控制器进行了相关的设计。　　 论文首先对单元机组典型的2X2 MIMO控制系统的被控对象数学模型及其控制方式作了简单的介绍。　　 其次，对基于对角优势特性的多变量PID控制器设计方法进行相关论述。在此论述中，针对对角优势的实现问题，本文给出了两种常数补偿器的优化算法；在详细分析基于DNA设计方法的多变量PID控制器设计方法的基础上，提出了基于INA设计方法的多变量PID控制器设计方法，并给出了详细的数学推导过程；借助仿真实验，对上述多变量PID控制器设计方法进行了一系列的对比验证，同时，给出了相关的分析和结论。　　 然后，对基于特征轨迹临界点的多变量PID控制器设计方法进行相关论述。在详细分析该设计方法的基础上，给出了使用该设计方法的些许建议，并进行了对比仿真实验，同时，给出了相关的分析和结论。　　 最后，在上述多变量PID控制器设计方法的简要可行性论证的基础上，对上海宝钢电厂的协调控制系统和一次风控制系统的PID控制器进行了相关的设计，对设计结果进行了一系列的仿真实验，并给出了相关的分析。