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(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng).人們通過(guò)對(duì)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(gè)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(shí)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(jiǎn)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(kāi)發(fā)的克隆選擇算法和動(dòng)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(shí)基于雙因子調(diào)節(jié)免疫動(dòng)力學(xué)方

2、程嘗試設(shè)計(jì)了一種基于雙因子調(diào)節(jié)的免疫控制器,并對(duì)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(duì)比；最后利用設(shè)計(jì)的基于雙因子調(diào)節(jié)的免疫控制器對(duì)雙容式被控對(duì)象、三容式被控對(duì)象進(jìn)行控制,并與實(shí)際的PID控制進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),得出了相應(yīng)的控制曲線,從而驗(yàn)證了該算法的有效性.最后對(duì)雙容串級(jí)被控對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別以不同的控制器對(duì)被控對(duì)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?jī)?nèi)容和范

3、圍、人工免疫控制器的設(shè)計(jì)和仿真以及利用所設(shè)計(jì)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(jì)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(diǎn)如下: 1.詳細(xì)研究了Sergei和Yuri提出的基于識(shí)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(jì)方法,并借鑒生物免疫模型構(gòu)建免疫控制器時(shí)既要將生物免疫的主要特點(diǎn)繼承下來(lái),又要考慮工程中的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了人工免疫控制器,保證了控制器能夠無(wú)

4、偏差地跟蹤恒值輸入,并給出仿真實(shí)例. 2.針對(duì)所設(shè)計(jì)的雙因子免疫控制器的特性,對(duì)實(shí)驗(yàn)室A3000過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了應(yīng)用,保證了在以雙容、三容為被控對(duì)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(duì)雙容被控對(duì)象分別進(jìn)行了串級(jí)控制實(shí)驗(yàn),選取了最佳的串級(jí)控制方案,經(jīng)過(guò)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(shí)間長(zhǎng)、收斂速度慢和魯棒性差的缺點(diǎn),大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制能力,同時(shí)也驗(yàn)證了該算法的有效性.對(duì)復(fù)雜