火电机组中锅炉长期在高温高压状态下运行，对锅炉燃烧过程进行的有效控制和保护是实现机组安全、高效运行的重要基础，所以实现锅炉燃烧过程的先进控制对机组具有重要意义。模糊控制具有不依赖对象精确的数学模型、适合大迟延非线性时变系统控制的优点，但稳态精度不高。因此获得一种结构简单且控制精度有保障的模糊控制器设计对模糊控制的进一步推广具有积极作用。
本文从控制器结构的确定、模糊控制规则的制定、隶属度函数分布方式、量子因子和比例因子四个方面综合研究了模糊控制器优化设计方法，提出两种消除稳态误差的模糊控制器改进结构设计，并从控制器解析结构角度进行了证明。针对模糊控制缺少科学系统化参数设计方法的现状，对传统蚁群算法解的构造方式、蚂蚁行进策略和信息素更新方式进行改进，获得一种适用于连续域优化问题求解的改进算法，将模糊控制器参数设计转换为数学优化问题求解。对四类典型工业过程作为对象进行模糊控制系统参数设计，验证参数设计方法可靠有效。
在分析锅炉燃烧系统控制任务的基础上，以某600MW超临界机组锅炉燃烧系统模型为对象，结合前馈反馈控制设计锅炉燃烧控制方案，开展锅炉燃烧过程模糊控制系统设计与仿真研究。仿真结果表明，相比传统PID控制方案，本文基于改进蚁群算法进行参数设计的模糊控制系统在给定值阶跃扰动和自发扰动下具有调整速度快、超调量小、部分解耦的特点，同时增强了控制器对于控制对象特性变化的适应能力，表现出更强的鲁棒性。