蒸汽发生器水位改进分数阶控制器研究

摘要

蒸汽发生器在瞬态扰动时存在严重的虚假水位现象,增加了低功率水位控制的难度.为研究蒸汽发生器低功率水位控制问题,利用线性参数变化理论,建立了时变的多胞线性参数变化模型.在此模型基础上,提出了分数阶控制器.依据分数阶微积分理论,设计了串级分数阶PIλDμ控制器.根据Ousta-loup间接离散化方法实现了分数阶PIλDμ控制并对Oustaloup方法进行了改进.研究了在负荷变化时,内环和外环4个阶次参数以及改进算法后2个参数变化对系统控制性能的影响.在不同功率区间,相同负荷变化的情况下,对改进后的串级分数阶PIλDμ控制器进行了仿真实验.结果表明,所设计的改进串级分数阶PIλDμ控制器能有效抑制干扰,分数阶微积分算子的阶次以及改进的Oustaloup方法引入的系数对控制效果均有一定影响,合理调节参数能明显改善系统的控制性能.