基于免疫群體網(wǎng)絡(luò)算法的故障診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、生物免疫系統(tǒng)是一種高度并行的自適應(yīng)信息學習系統(tǒng)，它能自動地識別和排除侵入機體的抗原性異物，并且具有學習、記憶和自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，能夠維護機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。在現(xiàn)代信息科學和生命科學相互交叉滲透的研究領(lǐng)域，由生物免疫系統(tǒng)啟發(fā)的人工免疫系統(tǒng)(AIS，Artificial ImmuneSystem)是繼神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)和進化計算之后的又一個研究熱點，是模仿自然免疫系統(tǒng)功能的一種智能方法。被廣泛應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域，包括自動控制、信息安全、數(shù)據(jù)挖掘

2、、模式識別等方面。 機械故障診斷是上世紀六七十年代產(chǎn)生并發(fā)展起來的一門綜合性邊緣學科。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備越來越復(fù)雜，自動化水平越來越高，故障診斷的難度明顯增大。因此，研究和開發(fā)高效、實用的機械故障診斷技術(shù)，不僅是現(xiàn)代化生產(chǎn)及制造設(shè)備自動化的需要，也是現(xiàn)代機械設(shè)備運行維護和管理的一大課題。 1.首先從生物免疫系統(tǒng)入手，在介紹了生物免疫學的發(fā)展史的基礎(chǔ)上又介紹了抗原、抗體、淋巴細胞等基本概念；免疫器官、免疫細胞

3、、免疫分子等免疫系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和免疫耐受、免疫應(yīng)答等免疫系統(tǒng)基本機理。并歸納總結(jié)出其仿生機理，包括免疫識別、免疫記憶和自適應(yīng)等。 2.在研究免疫調(diào)節(jié)機理的基礎(chǔ)上提出了免疫調(diào)節(jié)算法。該算法能夠促進免疫系統(tǒng)對抗原的快速應(yīng)答，并保持免疫系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。其主要作用是處理系統(tǒng)中存在的內(nèi)部和外部的不確定性，減小系統(tǒng)實際運行的行為和期望行為間存在的偏差。 3.將該算法與模糊PID控制器相結(jié)合，應(yīng)用于過熱汽溫串級控制系統(tǒng)和二自由度PID

4、控制系統(tǒng)中，并通過無源定理對該控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析。仿真結(jié)果表明，這兩種控制系統(tǒng)效果優(yōu)于常規(guī)PID串級控制系統(tǒng)和二自由度PID控制系統(tǒng)，具有較強的魯棒性和穩(wěn)定性，較快的響應(yīng)速度。 4.在分析群體免疫算法和網(wǎng)絡(luò)免疫算法的基礎(chǔ)上提出了免疫群體網(wǎng)絡(luò)算法。該算法利用局部及全局等兩個不同的搜索空間進行多點并行搜索，在全局范圍內(nèi)搜索評價值高的區(qū)域的同時也在該區(qū)域內(nèi)搜索局部最優(yōu)解，實現(xiàn)了從全局到局部的全方位的搜索機制，從而具有較高的全局和