增压锅炉是舰用蒸汽锅炉发展的新阶段,它具有高可靠性、经济性、重量轻、尺寸小,以及功率大等优点,是舰用锅炉的发展方向。增压锅炉的燃烧控制系统是蒸汽动力装置中的一个重要的控制系统。该系统的惯性大,数学模型复杂,各参数之间相互关联,耦合关系复杂,这就对控制系统提出了较高的要求,同时也决定了控制系统的复杂性。本文以增压锅炉为基础,以燃烧控制系统为研究对象开展了以下研究工作：首先,全面的分析了增压锅炉的总体结构和燃烧系统的结构组成,并建立了三大分系统的数学模型。利用流量特性方程建立了燃油流量系统的数学模型；利用牛顿第二定律对涡轮增压装置建立了转矩平衡方程,得出了空气流量系统的数学模型；利用汽水两相的质量平衡方程和能量平衡方程,以及传热方程建立了主蒸汽压力系统的动态物理机理模型,为燃烧控制系统的研究奠定了基础。其次,针对空气流量系统非线性、时变性的控制难点,设计了空气流量的FUZZY-CMAC控制器,并利用时变遗传算法对FUZZY-CMAC中的控制参数进行优化,提高了算法的收敛速度,实现了空气流量的最优控制。同时,设计了燃油流量耦合系统的PID控制仿真,得到了满意的控制效果。再次,在燃油流量和空气流量独立控制的基础上,提出了基于模糊控制的变偏置双交叉限幅燃烧控制系统。由于变偏置函数在限幅过程中起到了重要的作用,利用模糊控制对变偏置函数进行自寻优修正,不仅提高了系统的经济性能,而且很好的克服了限幅燃烧过程中燃油流量和空气压力变化频繁,不利于物理实现的缺点。最后,针对主蒸汽压力控制系统大滞后、时变性和非线性等特性,提出了基于CMAC神经网络的γ增量型阶梯式广义预测控制策略,该方法利用CMAC对系统中的高阶非线性部分进行逼近,预测控制将非线性考虑进来,设计了非线性系统的γ增量型阶梯式广义预测,很好的解决了主蒸汽压力大滞后的控制难点,且具有很好的鲁棒性。