蒸汽动力装置是大型船舶常用的一种主动力装置,它具有单机容量大、对燃料适应能力强等优点,它对船舶的机动性、续航能力等起着决定性作用。蒸汽动力装置运行时,负荷变化频繁、幅度大,对控制系统的响应性能要求高,尤其对机炉协调控制系统要求更高。主推进汽轮机经常要在大范围内做变工况运行,会出现从高工况直接速关停车,或者从停车状况直接升至某一高工况。这些情况都会对蒸汽动力装置产生强烈冲击。船用锅炉与陆地火力电站锅炉相比,体积较小,蓄热能力较差,使其应对冲击负荷的能力弱了许多,若不采用合理的机炉协调控制系统,主锅炉很难满足频繁大幅度的负荷变化要求。考虑到锅炉与汽轮机是一个具有相对独立性的整体,机炉协调控制系统应充分考虑两者的特点,充分利用锅炉蓄热能力及汽轮机调节的快速性,既保证了汽轮机能够比较快速地适应负荷的变化,又不致使主蒸汽压力波动较大。通过对锅炉-汽轮机系统动态特性的分析,参考锅炉跟随汽轮机方式,完成了机炉协调控制系统的设计。通过分析机炉系统的相对增益,设计单向解耦环节,使汽轮机侧成为单变量系统,使用PID神经网络进行控制;在锅炉侧建立神经网络内模控制系统,使用PID神经网络构建控制系统的内部模型和控制器,利用内模控制的理想控制器特性,克服耦合以及外界干扰对系统的影响。最后进行仿真实验表明:这种方法能够使机炉系统具有良好的负荷跟踪能力,并具有良好的稳定性和抗干扰能力。