近年来,随着我国西气东输工程的实施和可持续发展能源技术的开拓。燃气轮机以其功率大、环境污染小和所需燃料能直接从输气管道中获取等优点,在西气东输工程中得到快速普及应用。为了使燃气轮机压缩机组稳定运行,保持燃气轮机稳定在设定值非常重要,研究设计先进的燃气轮机转速控制算法具有重要的意义。本文以西部管道孔雀河压气站的燃气轮机压缩机组为背景,以燃气轮机为研究对象,在进行了充分的现场调研和理论学习的基础上,按照燃气轮机工作原理以及其具体的部件特性,在获得有关燃气轮机各基本部件的通用特性数据后,根据燃气轮机各工作部件之间的相互关系,沿气流方向建立每个部件独立工作的气动热力学方程以及共同工作时各部件之间的气动热力学联系,继而构建燃气轮机的非线性数学模型,并验证了所建模型的正确性和可行性。针对现场工况经常大范围变化,机组非线性特性凸显,同时存在燃气轮机数学模型参数随工况变化的问题。因为滑模控制本质上是一种非线性控制,滑模控制理论的最大优点就是它拥有比一般鲁棒性更优越的不变性,同时具有快速响应的特点,提出将滑模变结构控制应用到燃气轮机转速控制系统中。最后,将所设计的燃气轮机转速PID控制器和滑模控制器在Matlab/Simulink中进行仿真,并从跟踪设定值性能、加/减速的动态响应性能以及抗扰动性能和适应对象参数变化这四个方面对两控制器进行了仿真对比分析。结果表明,采用滑模变结构控制的燃气轮机调速系统能快速跟随设定值的变化,而且对外界扰动不敏感,增强了燃气轮机转速控制器的鲁棒性。