본 논문에서는 원자력 발전소 정상 운전시 제어 및 상태벡터 가변을 고려한 최적제어 문제가 연구되었다. 제어기 설계시 제어 및 상태벡터가 변하는 경우를 고려하여 제어기를 구성하고 운전중 상태 및 제어벡터 가변에 따라 변하는 제어기의 최적이득을 정한정 및 양한정 행렬을 이용해 구함으로서 운전중의 부하변화 및 외란에 대해 실질적인 최적제어가 되도록 하였다. 시뮬레이션 결과 정상상태의 부하변화에 대해서는 제어목적에 맞게 잘 추종하고 있었고 원자로 입·출구 및 가압기 계통의 외란에 대해서는 정상상태시의 부하변화와 같은 응답특성을 갖으나 적은 외란에 대해서도 부하가 크게 변하는 회과를 갖는 응답특성을 보이고 있어 외란이 시스템 전반에 미치는 영향이 매우 큼을 보이고 있다.