基于人工免疫算法的A3000裝置控制方案研究.pdf

1、生物免疫系統(tǒng)是一個復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng).人們通過對它的研究可以得到很多啟發(fā),其中人工免疫系統(tǒng)(AIs)就是生物免疫系統(tǒng)研究的一個應(yīng)用.人工免疫系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用是當(dāng)今的一大課題,具有很大的發(fā)展前景,同時將人工免疫應(yīng)用于控制領(lǐng)域也具有很深刻的意義. 本文簡要的介紹了人工免疫系統(tǒng)的發(fā)展以及在控制領(lǐng)域中所用到一些理論基礎(chǔ),其中包括基于免疫學(xué)原理開發(fā)的克隆選擇算法和動態(tài)規(guī)模免疫算法,以及免疫遺傳和免疫進(jìn)化算法；同時基于雙因子調(diào)節(jié)免疫動力學(xué)方

2、程嘗試設(shè)計了一種基于雙因子調(diào)節(jié)的免疫控制器,并對其控制效果進(jìn)行了仿真研究,然后與傳統(tǒng)的PID控制器進(jìn)行對比；最后利用設(shè)計的基于雙因子調(diào)節(jié)的免疫控制器對雙容式被控對象、三容式被控對象進(jìn)行控制,并與實際的PID控制進(jìn)行對比,通過大量的實驗,得出了相應(yīng)的控制曲線,從而驗證了該算法的有效性.最后對雙容串級被控對象進(jìn)行實驗,分別以不同的控制器對被控對象進(jìn)行控制,尋求最佳的控制方案. 本文主要包括概述、人工免疫系統(tǒng)的發(fā)展以及它的研究內(nèi)容和范

3、圍、人工免疫控制器的設(shè)計和仿真以及利用所設(shè)計的人工免疫控制器在A3000裝置的應(yīng)用. 本文基于人工免疫算法及原理設(shè)計了具有記憶與積分能力的是雙因子免疫控制器.主要的工作和創(chuàng)新點如下: 1.詳細(xì)研究了Sergei和Yuri提出的基于識別因子和殺傷因子的雙因子免疫非線性模型及控制器的設(shè)計方法,并借鑒生物免疫模型構(gòu)建免疫控制器時既要將生物免疫的主要特點繼承下來,又要考慮工程中的實際情況,設(shè)計了人工免疫控制器,保證了控制器能夠無

4、偏差地跟蹤恒值輸入,并給出仿真實例. 2.針對所設(shè)計的雙因子免疫控制器的特性,對實驗室A3000過程控制實驗裝置進(jìn)行了應(yīng)用,保證了在以雙容、三容為被控對象的情況下,所得的控制曲線優(yōu)越于傳統(tǒng)的PID控制曲線,并對雙容被控對象分別進(jìn)行了串級控制實驗,選取了最佳的串級控制方案,經(jīng)過仿真分析表明,該控制方法有效地克服了傳統(tǒng)PID控制器響應(yīng)時間長、收斂速度慢和魯棒性差的缺點,大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的動態(tài)控制能力,同時也驗證了該算法的有效性.對復(fù)雜