μ

1.一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，以模糊分数μ

阶PID控制器(6)作为温度控制系统的主控制器，比例控制器(7)作为温度控制系统的副回μ

路控制器，主控制器由模糊控制器和分数阶PID控制器组成；模糊控制器根据温度偏差e与μ

偏差变化率ec来实时调整其输出量，分别作为分数阶PID 控制器所需要的Δkp,Δμ参数；

μ

在DDS置换蒸煮温度控制过程中，模糊分数阶PID 控制器(6)输出量作为副控制回路的设定值与副控制回路反馈值相减后，经副控制回路比例控制器(7)调节，改变经热交换器(5)加热后的蒸煮药液流量进而以平稳，快速调节蒸煮锅内温度；具体包括以下步骤：步骤1：获取准确的蒸煮锅内顶部、底部药液温度，计算温度偏差e与偏差变化率ec；

步骤2：选取输入的量化因子Ke和Kec以及输出的比例因子kkp和kμ搭建模糊控制器；

步骤3：根据分数阶微积分理论采用公知的Grünwald‑Letnikov理论建立分数阶微积分方程，其定义为；

式(1) 为分数阶微积分算子，当α＞0时表示分数阶微分方程，当α＜0时表示分数阶积分方程；[·]为取整符号， Γ(·)为Gamma函数；

步骤4：对式(1)在初始状态为零时进行Laplace变换可得：式(2)中，当α＞0时表示对分数阶微分进行拉氏变换；当α＜0时表示对分数阶积分进行拉氏变换，F(s)为f(t)的象函数；

λμ

步骤5：根据式(1)(2)建立分数阶PID控制器传递函数：μ

步骤6：取积分阶次λ＝1，建立模糊分数阶PID控制器模型：式(4)中Kp＝k0+Δkp，Δkp＝kkpf1(e,ec)，μ＝μ0+Δμ,Δμ＝kμf2(e,ec)，k0,Ki,μ0为分数μ

阶PID控制器的初始值，kkp,kμ为模糊控制器输出的比例因子；f1(e,ec)，f2(e,ec)为模糊控制器的隶属度函数；

μ μ

步骤7：对模糊分数阶PID控制器中的微分阶次s采用公知的改进型Oustaloup方法对其进行间接近似逼近：

式(5)中 其中，wb

为低频段，wh为高频段，N为近似阶次，b，d为常数；

步骤8：搭建比例控制器。

μ

2.根据权利要求1所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，所述的模糊控制器是二输入二输出型，是由模糊化、模糊规则、模糊推理、解模糊组成。

μ

3.根据权利要求2所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，模糊输入量和输出量模糊论域为[‑3,3]，模糊变量为[NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB],即[负大，负中，负小，零，正小，正中，正大]，输入量与输出量的模糊子集均采用三角型隶属度函数，模糊推理采用公知的Mamdani模糊推理法，解模糊化采用面积重心法。

μ

4.根据权利要求2所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，所述的模糊控制器的模糊规则，是参数Δkp,Δμ的模糊规则如表1；

表1 Δkp,Δμ的模糊规则。

μ

5.根据权利要求1所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，所述的步骤1蒸煮锅内顶部药液温度是由蒸煮锅顶部左侧温度变送器(101)，蒸煮锅顶部右侧温度变送器(102)与蒸煮锅中部左侧温度变送器(103)，蒸煮锅中部右侧温度变送器(104)相加后求平均值得到。

μ

6.根据权利要求1所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，所述的步骤1蒸煮锅内底部药液温度，是由蒸煮锅中部左侧温度变送器(103)，蒸煮锅中部右侧温度变送器(104)与蒸煮锅底部左侧温度变送器(105)，蒸煮锅底部右侧温度变送器(106)相加后求平均值得到。

μ

7.根据权利要求1所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，所述的步骤2输入量化因子Ke为偏差e的量化因子，Kec为偏差变化率ec的量化因子。

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8.根据权利要求1所述的一种模糊分数阶PID控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，所述的步骤2比例因子kkp为Δkp的比例因子，比例因子kμ为Δμ的比例因子。