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作为制冷设备的典型代表,蒸汽压缩式制冷机组（Vapor Compression Refrigerating Unit,VCRU）在空调工程与制冷过程中得到了广泛应用。鉴于VCRU关键性能参数-蒸发温度Te与过热度Dsh的控制回路之间存在强耦合及大惯性、非线性和时延等特性,结合分数阶PID控制理论,本文提出了一种蒸发温度与过热度的前馈解耦PIλDμ控制策略,且设计出改进多目标人工鱼群算法（Modified Multi-objective Artificial Fish Swarm Algorithm,MMOAFSA）对相应的PIλDμ控制器参数进行整定,以提升Te与Dsh的调节质量。首先,对两个控制环路:电子膨胀阀开度OEEV—蒸发温度Te和压缩机三相驱动电机的供电频率f—过热度Dsh,通过前馈补偿解耦方式,构建前馈解耦补偿器的传递函数矩阵,来消除这两个控制回路之间的耦合效应。其次,依据基本型单目标人工鱼群算法,保持其它参数恒定,通过对人工鱼的视野V和移动步长S进行指数递减变化,构建改进单目标人工鱼群算法（Modified Single Objective Artificial Fish Swarm Algorithm,MSOAFSA）。再将基于多目标优化的混沌局部搜索策略引入MSOAFSA,设计了MMOAFSA。考虑绝对积分时间误差（Integrated Time Absolute Error,ITAE）、调节时间tc和稳态误差绝对值Ess,分别以min ITAE和min(ITAE,tc,Ess)作为MSOAFSA和MMOAFSA单、多目标适应度函数,设计蒸发温度与过热度PIλDμ控制器参数整定算法,获取相应的PIλDμ控制器参数最佳值。最后,借助MATLAB/Simulink工具,对VCRU双参数前馈解耦PIλDμ控制系统（Two-Parameter Feedforward Decoupling Fractional Order PID Control System for VCRU,VCRU-TPFDFOPIDCS）进行组态与数值模拟。结果表明:该VCRU-TPFDFOPIDCS能够消除上述两个控制回路之间的强耦合效应,同时MSOAFSA与MMOAFSA对Te与Dsh的PIλDμ控制器参数自适应整定是可行的。相应的研究内容分为以下几点:1.对基本型人工鱼群算法（Basic Artificial Fish Swarm Algorithm,BAFSA）,通过对人工鱼的视野V和移动步长S进行指数递减的调整,构建出MSOAFSA,并采用Rastrigin与Rosenbrock两种测试函数进行验证,结果表明该MSOAFSA从收敛速度、精度和多样性都有了明显的改善。然后引入基于多目标优化的混沌搜索策略,重构了MMOAFSA,并基于ZDT1、ZDT3和DTLZ2三个多目标测试函数,对MMOAFSA进行验证。结果显示,该MMOAFSA是可行的,且解的准确性和均匀性都表现出一定的优势。2.针对VCRU中的两个关键性能参数Te与Dsh控制回路之间,存在着强耦合效应及大惯性等特性,通过双参数耦合矩阵的分析,采用前馈解耦的方式,对其完成解耦控制设计,还加入Smith预估控制器解决了蒸发温度与过热度被控对象的时滞问题。3.分别将min ITAE和min(ITAE,tc,Ess)作为MSOAFSA和MMOAFSA单、多目标适应度函数,设计了蒸发温度与过热度PIλDμ控制器参数整定算法,命名为MSOAFSA＿Parameters.m与MMOAFSA＿Parameters.m。借助水箱液位控制单元（Level Control Unit for Water Tank,LCUWT）,对这两种PIλDμ控制器参数整定算法的效果进行了验证。通过仿真结果与实验数据对比,这两种PIλDμ控制器参数整定算法是可行、有效的。4.对VCRU-TPFDFOPIDCS进行组态,分别应用MSOAFSA＿Parameters.m与MMOAFSA＿Parameters.m,对蒸发温度与过热度PIλDμ控制器的10个参数(KP1,KI1,KD1,λ1,μ1,KP2,KI2,KD2,λ2,μ2)进行寻优和数值模拟VCRU-TPFDFOPIDCS的控制效果。结果表明,Te与Dsh的主要控制性能指标,如超调量、ITAE、tc和Ess等均明显地得到改善。此外,将本文设计的基于MSOAFSA与MMOAFSA的PIλDμ控制系统,与基于MSOAFSA、MMOAFSA和Z-N整定规则的PID系统进行对比分析。结果显示,前者的调节质量占优。5.在夏季典型日,依据三相电机供电频率与压缩机转速的仿真结果,对VCRU运行能耗进行了分析。与压缩机定转速方式相比,运行一天可节约电耗521.65 k W·h,折算为标准煤消耗64.11 kg。对应的污染物减少排放量分别为43.59 kg C,43.59 kg CO2,4.81kg SO2和2.40kg NOX。