无论是在工业生产还是人民生活中,燃煤锅炉供热仍然是我国当前最主要的供热方式。由于锅炉炉膛温度控制得当与否关乎锅炉燃烧效率、炉膛安全和环境污染等众多至关重要的问题,所以运行中的锅炉对炉膛内温度场控制要求非常严格,这也使得锅炉截面温度场控制成为研究的热点。由于锅炉输出截面温度场往往不服从高斯分布,因此,随机分布控制理论（Stochastic Distribution Control,SDC）在锅炉截面温度场控制中得到广泛应用。本文在已有随机分布控制算法的基础上,利用神经网络、智能优化算法和强化学习对锅炉截面温度场控制进行研究。具体研究内容如下:1、考虑到传统B样条在逼近二维概率密度函数（probability density function,PDF）时精度较低的问题,利用具有参数自适应迭代调节能力的高斯径向基函数（Radial Basis Function,RBF）代替B样条逼近二维PDF的均方根。将PDF跟踪问题转化为权值跟踪问题,建立权值和输入的动态线性模型,利用递推最小二乘法（Recursive Least Squares,RLS）辨识模型参数,然后建立权值性能指标,得到线性控制器表达式,最后在锅炉温度场数值模型中进行仿真验证。2、基于线性模型下设计线性控制器的随机分布控制算法存在建模精度低、控制器全局搜索能力差导致经常在局部收敛,而且收敛需要的迭代次数多等问题,考虑到小波神经网络（Wavelet Neural Network,WNN）的良好建模能力、收敛速度和全局搜索能力,用WNN构建权值和输入的动态非线性模型,采用遗传算法（Genetic Algorithm,GA）和麻雀搜索算法（Sparrow Search Algorithm,SSA）进行寻优控制。另外,本文对SSA进行改进,提出混合麻雀搜索算法（Hybrid Sparrow Search Algorithm,HSSA）,将SSA中特定的种群比例因子改进为可以自适应调节参数的种群比例因子,结合其他优化算法良好的全局搜索策略,缩短搜索需要的迭代次数、改善算法全局搜索能力。另外,提出二维PDF控制的性能评价指标,评价所设计控制器的控制性能。最后将三种优化控制算法和线性控制器算法在同一个锅炉温度场模型中进行仿真对比。3、针对二维PDF控制时会忽略锅炉截面的位置信息,而且考虑到权值模型的非高斯随机不确定性,本文对于锅炉截面温度场的三维PDF进行控制,构建三维PDF对应的权值和输入的线性动态模型,利用具有参数自适应迭代调节能力的三维RBF径向基函数逼近三维PDF,建立权值、给煤量和噪声的线性输入输出模型,采用递推增广最小二乘法（Recursive Extended Least Squares,RELS）辨识模型参数,设计线性控制器进行控制。同样考虑到线性控制器的不足,利用WNN构建三维PDF权值、输入给煤量和噪声动态非线性模型,采用GA、SSA、HSSA得到最优控制律,并将各种算法控制效果进行对比。同时,考虑到实际锅炉运行中,输入变量种类众多,影响其温度场PDF的因素也较多,只研究单输入情况存在一定不足,本文研究除给煤量外的一次、二次送风量共三个控制输入下三维PDF控制算法,更能贴合工业实际情况。最后,为了直观地显示各种算法控制效果优劣,提出适用于三维PDF控制的性能评价指标,评价其控制性能的优劣。4、针对基于模型控制的锅炉截面温度场PDF控制时可能出现的模型不准确或者失真导致后续控制效果较差的情况,本文将强化学习（Reinforcement learning,RL）中的Qlearning（QL）算法与随机分布控制算法相结合,提出QL-SDC算法,设定对应的强化学习要素,通过与环境的不断交互,最终得到奖励最大化时对应的给煤量动作策略为最优控制器增量,进而得到最优控制策略。