基于人工免疫系統(tǒng)控制方法的研究.pdf

1、工業(yè)發(fā)酵是在密閉的容器中進行，利用夾套進行加熱和冷卻，其溫度控制具有很大的應(yīng)用價值。但這種被控對象往往存在嚴重的積分純滯后現(xiàn)象，采用常規(guī)的控制算法難以達到所要求的控制品質(zhì)，尤其是對超調(diào)量有較嚴格的限制時，常規(guī)的PID等算法很難達到令人滿意的效果。 本文從實際出發(fā)，以發(fā)酵罐裝置為研究對象，對這個受隨機因素干擾的、具有大慣性、純滯后的非線性隨機過程進行了研究。文中著重研究了模糊系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和PID 控制融合的可行性及融合方式，提出

2、了一種復(fù)合式控制方法—模糊自適應(yīng)免疫PID控制算法，并將此算法與常規(guī)PID 控制算法、模糊自整定PID 控制算法進行了仿真比較。 本文的主要研究內(nèi)容有如下幾個方面： 1、分析了生物發(fā)酵過程的特點，著重闡述了現(xiàn)今發(fā)酵控制方案控制效果不理想的原因； 2、綜述了PID 控制、模糊控制、免疫反饋控制的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，分析了三種控制方法的優(yōu)缺點。 3、借鑒自然免疫系統(tǒng)的自調(diào)整、自組織的特性，與常規(guī)的PID 相結(jié)合得

3、到免疫PID控制，再結(jié)合模糊控制，以及自適應(yīng)控制各自的優(yōu)點，針對發(fā)酵罐溫度的控制特點和難點，提出了模糊自適應(yīng)免疫PID 控制算法并對它進行了詳細的分析設(shè)計。 4、以簡化的發(fā)酵罐模型為控制對象，在MATLAB中對本文提出的模糊自適應(yīng)免疫PID控制算法進行仿真試驗，并與常規(guī)PID 控制算法、模糊自整定PID 控制算法進行仿真比較。仿真結(jié)果表明，本文所提出的算法不僅具有超調(diào)量小、調(diào)整時間短、強抗干擾性和良好的動、靜態(tài)性能，而且系統(tǒng)設(shè)計