鍋爐—汽輪機系統的分數階控制器設計

郭悅　武慶嶺

摘 要：隨著時代的進步和科學技術的飛速發展，越來越多的技術手段開始逐漸的與生產工作相結合，這樣的結合方式大幅度的增加了企業的生產效率，同時還在一定程度上節約了企業的生產成本，對于企業的發展來說，具有著十分重要的促進作用，在這樣的發展背景下，對鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器進行設計則顯得更為必要，筆者在查閱了大量的研究資料后，對鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計方面的相關理論進行匯總分析和研究，并且結合自身的專業知識對鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器的設計方面進行研究和分析，以期通過本文的論述對鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計起到一定的參考幫助作用。

關鍵詞：鍋爐；汽輪機系統；分數階控制器

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

0 引言

社會在進步，時代在發展，技術手段也在不斷地翻新，在這樣的發展形勢下，對于生產系統的革新成為了當下企業發展的核心，目前來說，針對于鍋爐-汽輪機系統的控制問題成為了當下研究的熱點問題之一，對于這樣的現象，更多的人對整數階數學模型與分數階數學模型展開研究，研究表明，采用分數階數學模型形成控制系統進行鍋爐-汽輪機系統的控制，更加的精確，更能夠保證控制的有效性。

1 鍋爐-汽輪機系統中分數階控制器的應用重要性

對于存在現實世界中的大部分動態系統而言，其都是分數階的，在鍋爐-汽輪機系統中，采用分數階數學模型的方法對鍋爐-汽輪機系統進行描述，其精準性遠遠高于采用整數階數學模型的方法對鍋爐-汽輪機系統進行描述。但是在分數階鍋爐-汽輪機控制系統的控制研究中，也存在著一定的困難，這樣的困難體現在控制器的參數整定步驟繁瑣，擁有者大量的計算，這樣的問題導致該種方法在實際的工程方面應用相比較其他方法而言更少，大部分鍋爐-汽輪機系統普遍情況下應有的都是整數階方程逼近的策略，使用整數階模型的方法進行控制固然省事方便。然而如此的做法將會造成描述系統的精確度在一定程度上降低，無法精準的對系統的動態特性進行反映，并且所建設出來的出控制器無法進入到實際的工程運行過程中，起不到相應的控制效果，因此，在鍋爐-汽輪機系統中，分數階控制器的應用重要性就更為的明顯。

2 鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計內容

實施正確的操作才能夠保證儀器的使用質量，在控制器的使用中設計分數階控制的數字化，能夠有效的幫助儀器操作，提升工作質量。分數階的工作體系中存在無限維的概念，使用無限維概念幫助儀器的內容設計，需要有有限的微積分程式化處理。在處理的過程中需要利用有限的微積分程式逼近儀器的控制功能執行。文章中設計控制器的方式，主要是依靠時域數值的方法進行分數階的操作，在PIλD? 控制儀器功能中分離散開。

本文設計的方法主要是利用分數階段細小方程處理方式，進行時域數值的分解，通過PIλD? 的控制儀器功能實現對時域方程的分析擴散。實現分數階的前提是能夠保證計算過程中考量到實際操作的誤差，從誤差數值中導入排列順序的em，再由其他方式進行控制器的數值輸出，輸出的過程保證記錄序列數值um。最后就可以實現對分數階的有效控制，實現在PIλD? 中控制器的數字職能。這種方法同樣還適用于其他研究使用，可以保證研究數據的仿真性，并且實現具體的實驗操作。

如果設定的h為實際步長，并且保證數值的范圍適合實驗范圍，可以直接能夠得到分數階段公式數值。通過觀察，能夠明顯的發現周期的數據與時間的數據計算出的準確度非常高，說明在研究的過程中數值和公式能夠滿足其他儀器設計，分數微分具有著記憶的功能，而且時間越近的影響點的因子越大，時間越遠的影響點因子越小，保證了歷史信息對于目前和今后的影響，進而對改善系統的控制效果更為有利。

3 結論

綜上所述，目前針對鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器應用方面的研究有很多，但是針對于鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計方面的研究卻相對來說比較欠缺，本文在整合了一部分的相關方面研究文獻后，對本文開始撰寫，在撰寫的過程中，針對鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計方面的內容進行詳細的介紹，然而筆者知識范圍有限，對于鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計的研究有可能并不完善，但對于鍋爐-汽輪機系統的分數階控制器設計方面的研究而言，仍舊希望能夠起到相應的幫助作用。

參考文獻：

[1]譚文，牛玉廣，劉吉臻.非線性鍋爐汽輪機系統的魯棒控制（英文）[J].控制理論與應用，1999（06）：102-103.

[2]趙文杰，劉吉臻，陳彥橋.鍋爐-汽輪機系統的多變量滑模控制[J].華北電力大學學報，2004（04）：158-159.

作者簡介：郭悅（1986-），男，內蒙古赤峰人，本科，助理工程師，研究方向：鍋爐脫硫.endprint