汽轮机组是火电厂中最主要的设备之一。汽轮机组的控制系统对保障汽轮机安全稳定运行至关重要,其性能的优劣直接影响汽轮机组和电网运行的经济性、安全性和供电品质。本文以200MW、300MW、600MW凝汽式汽轮机组为研究对象,用机理分析法分别建立了不同汽轮机控制系统中各环节(包括电液转换器、油动机、进汽容积、蒸汽功率、转子)的数学模型,并利用虚拟仪器软件工具LabVIEW对它们的动态特性进行了仿真研究。在深入研究上述三种汽轮机控制系统原理、特性和运行方式的基础上,采用图形化建模方法,利用LabVIEW软件中的仿真与控制工具包对汽轮机控制系统进行图形组态的建模,研究了汽轮机自启动控制系统和负荷控制系统,给出了最佳整定参数值,得到了三种汽轮机控制系统转速和功率的控制曲线。并采用模糊自整定PID控制方法对负荷控制进行了改进,给出了新方案下控制器参数的最佳整定值,对比分析了两种控制方案下控制系统的控制性能,仿真结果和分析表明在系统稳定性,超调量和自整定PID参数等方面,模糊自整定PID控制算法均优于传统PID控制算法。本文利用LabVIEW虚拟仪器的强大功能设计出开放、灵活、可与计算机同步发展,与网络及其他周边设备互联的汽轮机控制系统虚拟装置,具有良好的界面和易操作性,可以取代传统汽轮机控制系统模拟装置。本文的研究对于提高汽轮机的控制质量、更好地开展汽轮机控制方面的研究具有一定的理论和实际意义。