基于免疫原理的控制器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、人工免疫系統(tǒng)是目前新興的一種智能方法，它是以生物免疫系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)和作用機(jī)理為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)出的計(jì)算模型。它具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)、識(shí)別、記憶和特征提取的能力，能夠解決傳統(tǒng)計(jì)算方法難于解決的許多復(fù)雜問(wèn)題，因而近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)，并在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 本文主要研究免疫思想在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。以已經(jīng)存在的各種免疫網(wǎng)絡(luò)模型為基礎(chǔ)，建立起相應(yīng)的免疫控制器模塊，并選用電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作為主要控制對(duì)象，在Matlab中進(jìn)行仿真分析。本文將

2、其它的智能控制方法引入到免疫控制器的參數(shù)優(yōu)化中來(lái)，實(shí)現(xiàn)各種智能控制方法之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，改進(jìn)了控制效果。歸納起來(lái)，本文的研究?jī)?nèi)容及成果主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 首先，介紹了人工免疫系統(tǒng)的歷史及研究現(xiàn)狀，對(duì)論文用到的一些生物免疫系統(tǒng)概念進(jìn)行了解釋，著重論述了人工免疫系統(tǒng)的機(jī)理研究和應(yīng)用研究。 其次，分析了免疫調(diào)節(jié)控制、雙因子免疫控制、Varela免疫控制等網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)其動(dòng)態(tài)方程建立起相應(yīng)的控制器結(jié)構(gòu)。通過(guò)仿真研究，驗(yàn)證各免

3、疫控制器的控制效果，分析各個(gè)參數(shù)的作用。并選用其中的一種免疫控制器與傳統(tǒng)的PID控制器在動(dòng)態(tài)響應(yīng)、魯棒性以及抗時(shí)延方面進(jìn)行了對(duì)比。仿真結(jié)果表明，該免疫控制器相比PID控制器有著自身的優(yōu)勢(shì)。 最后，在對(duì)典型免疫控制方法研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其不足進(jìn)行了改進(jìn)。首先引入希爾函數(shù)來(lái)模擬免疫促進(jìn)細(xì)胞與抗原之間的非線性關(guān)系，取代之前所采用的線性關(guān)系；之后提出了免疫調(diào)節(jié)控制與積分環(huán)節(jié)加權(quán)輸出的方法以避免超調(diào)；最后使用模糊控制方法來(lái)逼近免疫調(diào)節(jié)控制器