近年来以煤炭为首的锅炉在工业与生活中得到大量应用,但随之带来了严重的环境问题,因此国家出台一系列整改政策以发掘新兴清洁能源来代替煤炭。其中在城市供暖问题中天燃气锅炉虽已扮演重要角色,但偏远郊区却因传输等问题对其望而却步。作为清洁型锅炉代表的甲醇锅炉以它独特的优越性逐渐走入人类视线。本文以甲醇锅炉控制系统为研究对象,以提高控制精度和锅炉热效率为研究目的进行了深入研究,主要内容如下:首先,对甲醇锅炉的独特性进行研究,包括燃料独特性与工艺独特性两方面,并分析了甲醇锅炉的优势,另外对甲醇锅炉控制系统的核心模块进行分析与设计。先对控制系统进行整体设计,再对阀门开度、风机频率、远程监控等核心部分进行分析与设计。由于控制器的参数设置影响控制精度,燃料量与送风量的比值直接决定锅炉的热效率值,因此对该部分的控制是本文的重点。其次,在确定了研究重点后,先对影响控制精度的参数进行动态优化。该优化主要针对PID控制器中的参数,先是根据甲醇锅炉的控制结构搭建了仿真模型,然后将差分进化算法(DE)与模糊差分进化算法(FDE)加入PID中,最后对比分析了PID、DE-PID和FDE-PID三种算法对系统的影响,结果表明:FDE-PID在系统各指标上都明显优于其它两种算法。然后,为了进一步实现节能减排,提高锅炉热效率,对燃料量与送风量的比值进行自动在线调整。首先对甲醇锅炉能量收支进行整体分析,引出过量空气系数的概念,并提出利用基于模糊自寻优算法的两步法和粒子群算法(PSO)对过量空气系数进行动态寻优,研究表明基于粒子群算法的甲醇锅炉控制系统显现出更加优越的性能。为了进一步优化,又对比分析了粒子群算法、基于变异策略的粒子群算法(MPSO)和基于模拟退火的粒子群算法(SAPSO),最后得出SAPSO更适用于甲醇锅炉控制系统。最后,在研究与仿真的基础上,设计了以STM32为核心,电源、时钟、调试、报警、远程监控等电路为外围电路的锅炉燃烧控制器,并以Altium Designer Release10为开发平台完成了硬件原理图以及PCB板。另外,根据硬件的设计,制作了各个模块的软件流程图,并完成程序编写,且在μC/OS-II嵌入式实时操作系统上进行软件开发,还分别在μC/GUI和Lab VIEW平台上设计了LCD显示屏界面和PC端界面。最后对该系统进行了调试,实验结果表明该系统达到了预期的检测效果,具有可应用的价值。