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针对水轮机调速系统的强非线性及易受各种内外部干扰影响，基于分数阶PID控制策略提出了一种新型的水门非线性控制器。通过对水轮机水门开度模型进行反馈线性化，结合分数阶PID控制理论约束自定义的控制变量，且利用遗传算法在线调节控制器的参数。仿真结果证明，与常规PID控制方式相比，所设计的水门分数阶PID控制器能有效地阻尼系统振荡，调速系统的鲁棒性得到较好的改善。