燃煤电厂SCR烟气脱硝系统具有大惯性、大滞后、时变和非线性的特性,目前烟气脱硝系统中所用的开环定摩尔比控制策略难以取得满意的控制效果。为解决这一问题,当前提出的改进控制策略主要有两类,即Smith预估控制和模型预测控制。研究表明这两类控制方法均能有效地改善SCR烟气脱硝控制系统的控制品质,然而这两类控制方法的控制效果取决于控制对象的模型是否准确。针对燃煤电厂SCR烟气脱硝系统这一类机理较为复杂的控制对象,目前主要通过开环辨识实验进行辨识确定过程模型。该辨识方法不仅会影响到脱硝控制系统的正常运行,还需要较高的辨识成本。本文针对燃煤电厂SCR烟气脱硝系统存在的问题,提出了一种基于历史数据的过程辨识方法,旨在克服传统辨识方法辨识成本较高,并且影响系统的正常运行的缺点,保障燃煤电厂SCR烟气脱硝控制系统的稳定性和经济性。并结合辨识模型进行了 SCR烟气脱硝控制系统的仿真设计,讨论了模型失配对控制系统的影响。阐述了燃煤电厂氮氧化物的生成机理,以及现有的氮氧化物控制技术。介绍了燃煤电厂烟气脱硝系统的工作原理和脱硝反应机理。结合燃煤电厂SCR烟气脱硝系统的具体控制机构,分析了目前燃煤电厂SCR烟气脱硝控制系统存在的问题和控制的难点。进一步引出针对燃煤电厂SCR烟气脱硝系统提出的主要改进控制策略,并阐明过程模型对这些改进控制策略的重要性。介绍了过程辨识的基本概念,分析了传统辨识方法的基本原理与在实际应用中存在的不足。结合工业过程辨识的具体要求,重点介绍了基于渐进理论提出的渐进辨识法。根据数据挖掘思想,提出通过Fisher信息矩阵条件数对历史数据进行筛选,剔除历史数据中的异常数据和辨识品质较低的冗余数据,降低辨识成本的同时提高过程辨识的效率与准确性。在对辨识数据进行筛选后,采用渐进辨识法进行过程辨识,获得SCR烟气脱硝系统的过程模型。该辨识方法有着结构简单,辨识精度高,鲁棒性强的优点,因此在保证辨识精度的前提下,降低了辨识的计算量,提高了辨识的经济性。基于过程模型,首先利用Cohen和Coon提出的PID整定方法,对燃煤电厂SCR烟气脱硝系统的控制器进行整定。然后通过仿真实验,结合工业现场的具体问题,对脱硝控制系统进行改进。仿真结果表明,采用串级控制能有效抑制SCR烟气脱硝控制系统喷氨环节的扰动,但由于NOx浓度测量存在较大滞后,因此传统的PID串级控制仍难以取得满意的控制效果。通过加入Smith预估控制和模型预估控制,脱硝控制系统能有效克服大滞后环节对控制系统的影响。最后,根据这两类控制算法对过程模型要求较高的特点,设计模型失配仿真实验,从过程模型的增益、时间常数以及滞后时间等方面分析了模型失配对Smith控制和模型预测控制的影响。仿真结果表明,准确的辨识模型有助于SCR烟气脱硝控制系统的设计,提高控制系统的稳定性和经济性。