李志民，孫其振，孫　勇，韓緒鵬
哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動化學(xué)院，黑龍江哈爾濱

吉林省電力有限公司調(diào)度通信中心，吉林長春

三峽電力職業(yè)學(xué)院電氣工程系，湖北宜昌

摘　　　要：針對船舶電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性問題，對船舶電站柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計了分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器。采用細(xì)菌覓食�擦Ｗ尤夯旌蟽�(yōu)化（ＢＦ�玻校樱希┧惴▽Ψ�?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化整定，解決了分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器整定參數(shù)多、設(shè)計復(fù)雜的問題。對分別采用分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器和傳統(tǒng)整數(shù)階ＰＩＤ控制器的柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和對比。結(jié)果表明，在同等條件下優(yōu)化得到的分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器能夠有效抑制模型參數(shù)攝動，魯棒性更強(qiáng)，具有更好的控制效果。

關(guān)　鍵　詞：分?jǐn)?shù)階；細(xì)菌覓食�擦Ｗ尤夯旌蟽�(yōu)化算法；參數(shù)整定；調(diào)速系統(tǒng)

１　引　言
分?jǐn)?shù)階微積分理論以研究函數(shù)的分?jǐn)?shù)階次微分和積分為出發(fā)點，Ｉ�保校铮洌欤酰猓睿鶎�傳統(tǒng)的ＰＩＤ控制器推廣發(fā)展為分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器［１］，與傳統(tǒng)ＰＩＤ控制器相比增加了２個可調(diào)實數(shù)參數(shù)，控制器參數(shù)選取范圍更大，可以更靈活地控制目標(biāo)對象，具有更強(qiáng)的魯棒性和更好的控制效果［２�玻常荩�但控制器設(shè)計的復(fù)雜性加大。采用智能優(yōu)化算法是分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ控制器設(shè)計研究的重要分支，目前應(yīng)用較多的優(yōu)化算法都是基于粒子群優(yōu)化算法（ＰＳＯ）和遺傳算法（ＧＡ）來實現(xiàn)的［４�玻担荨＜�(xì)菌覓食算法（ＢＦＯ）由Ｋ�保校幔螅螅椋睿锝淌谔岢觯�具有算法簡單、收斂速度快、通用性強(qiáng)、局部搜索能力強(qiáng)的特點［６�玻罚荨４�舶電站柴油機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)是一個典型的多系統(tǒng)多層次的復(fù)雜系統(tǒng)［８］，由于船舶電力系統(tǒng)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)的不確定性，給調(diào)速系統(tǒng)控制器的設(shè)計帶來了困難。文獻(xiàn)［９］將基于較小的熵的Ｈ∞ 控制用于船舶電站柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制中，以抑制參數(shù)和結(jié)構(gòu)的不確定性，提高系統(tǒng)的魯棒性。本文提出了一種基于細(xì)菌覓食－粒子群混合優(yōu)化（ＢＦ�玻校樱希┧惴ǖ拇�舶電站柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器設(shè)計方案，以解決分?jǐn)?shù)階控制器整定參數(shù)多、設(shè)計復(fù)雜的問題，并進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。對基于分?jǐn)?shù)階ＰＩλＤμ 控制器和傳統(tǒng)整數(shù)階ＰＩＤ控制器的船舶電站柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真，探討兩種控制方法各自的魯棒性以及受參數(shù)和結(jié)構(gòu)的不確定性的影響。

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