锅炉—汽轮机系统的分数阶控制器设计

郭悦　武庆岭

摘 要：随着时代的进步和科学技术的飞速发展，越来越多的技术手段开始逐渐的与生产工作相结合，这样的结合方式大幅度的增加了企业的生产效率，同时还在一定程度上节约了企业的生产成本，对于企业的发展来说，具有着十分重要的促进作用，在这样的发展背景下，对锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器进行设计则显得更为必要，笔者在查阅了大量的研究资料后，对锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计方面的相关理论进行汇总分析和研究，并且结合自身的专业知识对锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器的设计方面进行研究和分析，以期通过本文的论述对锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计起到一定的参考帮助作用。

关键词：锅炉；汽轮机系统；分数阶控制器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.045

0 引言

社会在进步，时代在发展，技术手段也在不断地翻新，在这样的发展形势下，对于生产系统的革新成为了当下企业发展的核心，目前来说，针对于锅炉-汽轮机系统的控制问题成为了当下研究的热点问题之一，对于这样的现象，更多的人对整数阶数学模型与分数阶数学模型展开研究，研究表明，采用分数阶数学模型形成控制系统进行锅炉-汽轮机系统的控制，更加的精确，更能够保证控制的有效性。

1 锅炉-汽轮机系统中分数阶控制器的应用重要性

对于存在现实世界中的大部分动态系统而言，其都是分数阶的，在锅炉-汽轮机系统中，采用分数阶数学模型的方法对锅炉-汽轮机系统进行描述，其精准性远远高于采用整数阶数学模型的方法对锅炉-汽轮机系统进行描述。但是在分数阶锅炉-汽轮机控制系统的控制研究中，也存在着一定的困难，这样的困难体现在控制器的参数整定步骤繁琐，拥有者大量的计算，这样的问题导致该种方法在实际的工程方面应用相比较其他方法而言更少，大部分锅炉-汽轮机系统普遍情况下应有的都是整数阶方程逼近的策略，使用整数阶模型的方法进行控制固然省事方便。然而如此的做法将会造成描述系统的精确度在一定程度上降低，无法精准的对系统的动态特性进行反映，并且所建设出来的出控制器无法进入到实际的工程运行过程中，起不到相应的控制效果，因此，在锅炉-汽轮机系统中，分数阶控制器的应用重要性就更为的明显。

2 锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计内容

实施正确的操作才能够保证仪器的使用质量，在控制器的使用中设计分数阶控制的数字化，能够有效的帮助仪器操作，提升工作质量。分数阶的工作体系中存在无限维的概念，使用无限维概念帮助仪器的内容设计，需要有有限的微积分程式化处理。在处理的过程中需要利用有限的微积分程式逼近仪器的控制功能执行。文章中设计控制器的方式，主要是依靠时域数值的方法进行分数阶的操作，在PIλD? 控制仪器功能中分离散开。

本文设计的方法主要是利用分数阶段细小方程处理方式，进行时域数值的分解，通过PIλD? 的控制仪器功能实现对时域方程的分析扩散。实现分数阶的前提是能够保证计算过程中考量到实际操作的误差，从误差数值中导入排列顺序的em，再由其他方式进行控制器的数值输出，输出的过程保证记录序列数值um。最后就可以实现对分数阶的有效控制，实现在PIλD? 中控制器的数字职能。这种方法同样还适用于其他研究使用，可以保证研究数据的仿真性，并且实现具体的实验操作。

如果设定的h为实际步长，并且保证数值的范围适合实验范围，可以直接能够得到分数阶段公式数值。通过观察，能够明显的发现周期的数据与时间的数据计算出的准确度非常高，说明在研究的过程中数值和公式能够满足其他仪器设计，分数微分具有着记忆的功能，而且时间越近的影响点的因子越大，时间越远的影响点因子越小，保证了历史信息对于目前和今后的影响，进而对改善系统的控制效果更为有利。

3 结论

综上所述，目前针对锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器应用方面的研究有很多，但是针对于锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计方面的研究却相对来说比较欠缺，本文在整合了一部分的相关方面研究文献后，对本文开始撰写，在撰写的过程中，针对锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计方面的内容进行详细的介绍，然而笔者知识范围有限，对于锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计的研究有可能并不完善，但对于锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计方面的研究而言，仍旧希望能够起到相应的帮助作用。

参考文献：

[1]谭文，牛玉广，刘吉臻.非线性锅炉汽轮机系统的鲁棒控制（英文）[J].控制理论与应用，1999（06）：102-103.

[2]赵文杰，刘吉臻，陈彦桥.锅炉-汽轮机系统的多变量滑模控制[J].华北电力大学学报，2004（04）：158-159.

作者简介：郭悦（1986-），男，内蒙古赤峰人，本科，助理工程师，研究方向：锅炉脱硫.endprint