本文基于广义预测控制的基本原理，提出了一种集中优化的多变量广义预测控制直接算法，该算法一方面具有建模方便、鲁棒性强等广义预测控制的基本特点，另一方面由于采用新的方法建立隐式预测模型，从而使得算法简化，更易于在线实现。另外，由于设计中采用整体优化、集中控制的方法，从根本上克服了传统解耦设计的弱点和难点，因而大大提高了系统的可靠性，改善了系统的控制品质。 本文在分析该算法原理的基础上，还结合大容量单元机组负荷控制系统的特性，通过动态仿真实验研究该算法在单元机组协调控制系统中的应用，比较讨论了在各种运行工况下，采用该算法与其它控制算法的控制效果。仿真结果表明：采用集中优化的多变量广义预测控制直接算法的协调控制系统，能够较好地实现对大型单元机组的控制。因此，研究该算法在电厂热工控制系统中的应用，不仅具有重要的理论意义，而且有很高的实用价值。