由于我国资源储备的特点，火力发电是我国电力行业中的主要发电方式，目前广泛采用单元制机组的发电方式。单元机组负荷控制系统的任务是使机组功率的输出量能够快速的响应于外部负荷要求，同时维持机组内部主蒸汽压力的基本稳定。单元机组是控制领域中典型的多变量被控对象，同时，其内部存在着很强的非线性及耦合性。机组内部的锅炉与汽轮机的动态特性差别非常大。而随着科技的进步与生产力的不断发展，火力发电机组的容量势必越来越大，所要求的调控能力也会越来越强。超超临界机组必然是火电行业未来的发展方向。以上种种因素使得基于精确数学模型的传统控制方法难以取得良好的控制效果。在此背景下，对单元机组负荷控制的控制理论研究就显得十分急切。模型预测控制理论是上世纪七十年代，最早在工业领域出现的一种智能控制方法。其中的动态矩阵控制(DMC)，对于模型的选择比较宽泛。只要求模型的预测功能，不苛求其结构形式，十分适合对复杂被控对象的控制。因此可以建立负荷控制对象的多变量DMC控制系统，实现仿真研究。本文首先对单元机组负荷控制对象的动态特性进行分析，建立负荷控制对象的线性化模型。接着分析了单元机组负荷控制的基本原则和方案。对预测控制算法的原理进行分析，并完成数学推导。利用动态矩阵控制完成对负荷控制对象的控制研究，并实现负荷控制的动态矩阵控制。在此基础上，建立负荷控制的人机交互界面，方便使用者对负荷控制的动态矩阵控制效果进行查看。通过对多变量DMC算法中的性能指标函数的分析，对其进行改进。在此理论基础上，提出了一种新型控制算法，即“多区域划分择优法”。在此算法基础上，设计了一种新型控制器，对负荷控制系统进行仿真研究。将仿真结果与DMC算法进行对比，结果表明，新控制算法优于DMC算法。