3요소 제어기의 전체제어 루프를 최소제곱법으로 해석한 결과를 기반으로 드럼레벨 제어기를 튜닝하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 수행예에 따른, 3요소 제어기 튜닝 방법은, 3요소 제어기 튜닝 시스템이, 외란에 해당하는 부하 변동에 따른 스팀 신호와 드럼레벨에 대한 데이터를 획득하는 단계; 3요소 제어기 튜닝 시스템이, 외란을 입력 드럼레벨의 출력으로 하는 전체 다단제어기 전달함수와 내부 전달함수를 추출한 데이터를 이용하여 최소제곱법으로 모델링하는 단계; 3요소 제어기 튜닝 시스템이, 외란에 대한 영향을 최소화하는 유량제어기 전달함수(GF)에 대한 1차 튜닝을 수행하는 단계; 3요소 제어기 튜닝 시스템이, 튜닝이 수행된 시스템에서 외란을 제외한 드럼레벨 세트 포인트(set point)의 변화에 대한 드럼레벨 변화량 시뮬레이션을 통해 최적의 드럼레벨 제어할 수 있는 레벨제어기 전달함수(GL)에 대한 1차 튜닝을 수행하는 단계; 및 3요소 제어기 튜닝 시스템이, 외란이 고려된 상태에서의 세트 포인트 테스트를 진행하고, 응답특성을 확인하여, 유량제어기 전달함수(GF) 및 레벨제어기 전달함수(GL)에 대한 2차 튜닝을 수행하는 단계;를 포함한다. 이에 의해, 외란이 작용하는 제어시스템에 대하여 같은 방식으로 적용하여 시스템 해석을 하여 제어기 모델파라미터 최적화에 사용할 수 있으며, 안정적인 발전소 드럼레벨제어를 유도하여, 발전소 트립 혹은 중대 사고를 방지할 수 있다.