随着能源需求的不断增大，火力发电向着高参数、大容量及高自动化水平的方向转化。为了提供更高质量的电能，对火电机组控制品质也提出了更高的要求。很多火电机组控制对象具有大迟延、大惯性、强非线性等特点，主汽温度是其中重要控制对象之一，关系到整个机组的安全经济运行。为了得到更好的主汽温度控制效果，本文应用中科院韩京清研究员提出的一种新型控制策略—自抗扰控制技术。文章介绍了自抗扰控制技术的发展现状和基本的算法原理，与PID控制器对比得出自抗扰控制技术具有对内扰和外扰进行更好观测和补偿的特点。自抗扰控制器参数数量较多且目前没有统一的整定方案使参数设置成为问题的关键。针对这一问题，参照以往整定经验，本文设计了一套基于分离性原则的参数整定方案，使问题变得简单可行。通过仿真试验证明了低阶自抗扰控制器可以实现跨阶对高阶对象进行很好的控制。这些都为自抗扰控制器对主汽温度控制奠定了理论基础。通过详细分析超临界机组过热汽温的动静态特性，在matlab上建立对象模型。自抗扰控制器采用S-function编程、封装转化为模块，同对象模型一同构成主汽温串级控制系统。经过一系列仿真试验，结果证明自抗扰控制比PID控制具有更高的控制精度和更好的控制品质，尤其体现在系统的抗扰动性和鲁棒性。