离心压缩机是天然气管道系统中的重要组成之一,其出口压力控制性能的好坏直接影响着系统运行的稳定性和节能性。由于管道系统长期运行在非稳态工况下,现阶段基于稳态计算选取的离心压缩机出口压力控制器设定值不合理,造成机组能耗较大、出口温度参数波动严重。同时,由于离心压缩机出口压力控制系统具有非线性时变等特性,现阶段常规PID控制器控制效果较差。因此,本文深入研究了离心压缩机出口压力动态优化求解方法及不同工况下出口压力的控制方法,并完成了以下具有创新性的工作。首先,针对天然气管道系统输气能耗较大、温度参数波动严重的问题,提出了一种改进粒子群的出口压力动态优化求解方法,用于指导出口压力控制器设定值的选取。为减小系统能耗并抑制出口温度参数的大幅波动,建立了一种以离心压缩机能耗最小和出口温度参数波动较小为目标的出口压力动态优化数学模型。设计了一种基于自适应罚函数约束处理策略和参数自适应粒子迭代更新策略的改进粒子群动态优化方法,提高了出口压力动态寻优的稳定性和可靠性。数值仿真结果表明该方法有效可行。其次,针对正常工况下离心压缩机出口压力控制稳态跟踪响应不稳定、干扰抑制能力弱的问题,设计了一种改进自适应滑模反演出口压力控制方法。在深入分析系统动态运行特性的基础上,建立了一种离心压缩机及下游管道一体化时变参数模型。针对模型特点,提出了一种改进自适应滑模反演出口压力控制方法:设计了一种同时跟踪未知参数和不确定性扰动上界的自适应律,解决了传统自适应反演法只能估计未建模部分的缺陷,提高了控制系统稳态跟踪性能;通过融合滑模控制技术,有效的抑制了系统中的扰动。数值仿真结果表明该方法有效可行。最后,为解决特殊工况下离心压缩机出口压力控制动态响应较差、超调量较大、控制输入参数波动严重、但控制系统建模较为困难的问题,提出了一种改进ELM_PID的出口压力控制方法。设计了一种利用ELM网络根据控制偏差在线实时调整PID参数值的策略,提高了系统的动态跟踪响应性能。提出了一种包括控制增量惩罚因子和基于模糊理论的控制输入加权因子的控制输入信号柔滑处理技术,抑制了控制输入参数的大幅波动。数值仿真实验结果表明,该方法具有动态响应超调量小、变工况条件下鲁棒性能强,动态调节过程中控制输入输出参数较为平稳的优点。