本发明公开了一种改进的神经网络锅炉燃烧系统动态建模方法，包括以下步骤：A、选取L个负荷作为典型工况；建立包括主汽温阶跃响应模型和前馈扰动模型的局部模型网络；B、针对各局部响应模型，设计阶梯式动态矩阵控制器，并调整控制器参数；C、读取当前k时刻输出参考轨迹，主汽温实际值，计算得到当前时刻各控制器的控制增量；D、检测表征当前工况的调度向量，根据加权准则得到各局部控制器加权值；E、计算全局控制增量out(k)，累加到上一时刻控量，作用到主汽温对象；F、令k＝k+1返回至步骤B，进行下一时刻控制。本发明能够改进现有技术的不足，提高了主汽温系统的全局设定值跟踪性能、抗干扰性能以及鲁棒性能。