循环流化床锅炉(CFB)燃烧技术作为一种高效的洁净煤燃烧技术,已成为传统燃煤锅炉的有益补偿,具有广阔的发展前景。在小容量的循环流化床锅炉中,燃烧系统的自动控制系统的投入率低一直是困扰着实际运行的问题。一方面是人们对于CFB锅炉内部机理的了解还不够全面深入,另一方面自动控制的系统也还有很大的改进和优化余地。随着CFB锅炉的大型化成为趋势,深入了解其燃烧系统和设计好控制系统的要求就显得更加迫切了。CFB锅炉内部是分布参数、时变、非线性和多变量耦合的复杂过程。床温是为燃烧系统的核心控制性能指标之一。它与很多因素相互耦合,尤其与主汽压力的耦合效应最为严重。正确对其进行建模和优化控制对于CFB锅炉的安全和稳定运行具有重要意义。本课题以下述几个方面的研究工作作为主要内容：1.在前人研究成果和对CFB锅炉内部燃烧、传热和流动过程认识的基础上,将大型循环流化床锅炉沿中心线分为左右侧。每一侧沿炉膛高度又划分为密相区、过渡区和稀相区。在各个区域内通过列写氧量、残炭量、床料质量和能量平衡方程,建立围绕以床温为输出,给煤量和一次风量为输入的动态数学模型。通过扰动响应和现场历史数据的比较验证模型的可靠性。在此基础上,仿真验证了循环流化床锅炉两侧支腿的不平衡物料横向流动现象对床温对象的影响。2.针对床温对象和主蒸汽压力的耦合特性,对该具有强耦合、大迟延、大惯性的稳定双输入双输出系统应用多变量内模思想进行解耦控制。文中分别详细讨论了基于P规范型解耦环节和基于V规范型解耦环节的多变量解耦控制其设计方法。讨论了其中涉及到的降阶方法、迟延项逼近方法等。对于P规范型解耦控制器,文中提出对解耦滤波器形式进行改进以加快系统响应的方法。对于V规范型解耦控制器,研究了兼顾解耦和零稳态偏差的设计方法。提出将改进的IMC结构拓展到多变量控制中,并与V规范型解耦环节结合的控制手段。在两种控制方法的设计过程中,提出同时考虑输出量和控制器输出的综合控制性能优化指标用于整定滤波器参数。将两种控制方法应用于循环流化床燃烧系统的解耦控制,仿真结果验证了其有效性。