循环流化床锅炉床温控制系统是一个大滞后、非线性、强扰动、时变、多变量耦合的热力系统,它的内部还进行着传热、气固两相流动、燃烧等过程。况且它还受到多种扰动,在多种扰动下,又适应变负荷的情况,对于循环流化床锅炉床温系统的控制始终没能更好的处理,实际运行中主要用常规PID控制算法进行控制,其自动投入率低、抗扰性差、鲁棒性能不好。和整数阶PID控制器不同的是,分数阶PI~λD~μ控制器增加了两个可调参数λ和μ,拥有比之前更多的稳定域和调节范围,对于循环流化床锅炉床温被控对象这种大延迟、大惯性的热工对象具有更好的控制品质和鲁棒性能。截止目前,基于分数阶微积分的热工控制研究文献还较少,将分数阶PI~λD~μ控制器用在循环流化床锅炉这类的热工系统就更少了。所以本文引入分数阶PI~λD~μ控制器,应用在循环流化床锅炉床温控制系统上,设计控制精度更好的控制器。本文主要是做了以下几方面的工作。1.综述了分数阶控制器的种类、整定方法以及循环流化床锅炉控制现状。对分数阶微积分学理论几个重要的函数进行了仔细介绍,同时阐述分数阶三类不同的定义,给出了大量实例。针对一种应用广泛的75t/h循环流化床锅炉床温系统模型,对该模型进行了分析,详细的讨论了各种变量对床温系统的影响。2.提出了一种应用于循环流化床锅炉床温系统的分数阶PI~λD~μ控制器。对该分数阶PI~λD~μ控制器的5个参数进行了变量分析,以了解其对分数阶PI~λD~μ控制器的性能影响。在此基础上,针对目前用于分数阶PI~λD~μ控制器整定方法还多数使用相位裕度法和幅值裕度法求取控制参数,该方法操作较为繁琐,不适用于工程整定,本文介绍了几种较为简单的工程整定方法,并将该方法用于循环流化床锅炉床温控制系统,进行了性能分析和比较,得到了一种较好的工程整定方法。3.提出了一种应用于多变量循环流化床锅炉床温主汽压分数阶PI~λD~μ控制策略。针对目前对循环流化床锅炉床温控制还处于单变量回路控制的状况,本文在分析前人方法的基础上,并把逆解耦的方法引入其中,设计了一种用于多变量循环流化床锅炉床温主汽压控制的分数阶PI~λD~μ控制器系统。4.提出了一种改进PSO算法用于寻优分数阶PI~λD~μ控制器,并将该最优控制器应用在多变量循环流化床锅炉床温主汽压控制系统上。详细的分析了该改进方法的优缺点,对一些指标进行了细化讨论,并对该最优控制器进行了模型适应性、抗扰性实验、变负荷实验、蒙特卡洛实验等。