基于Varela免疫模型的免疫控制器的设计与仿真

Varela免疫网络模型是继Jerne独特性网络模型之后的第二代网络模型,Varela免疫网络模型描述的是没有外来抗原作用时的T、B细胞因子的动态平衡关系.本文在此基础上建立了一种考虑抗原的改进的Varela免疫网络模型.然后基于这种能够在一定程度上合理描述生物免疫特性的改进Varela免疫网络模型,构造了一类与被控对象无关的免疫控制器模型.以大惯性大滞后模型为被控对象,采用仿真的方法研究了该免疫控制器的特性.仿真研究与分析表明:该免疫控制器具有一定的记忆和自学习能力,具有较好的抗纯滞后及参数自适应性能.文中将这种免疫控制器的参数变化对控制系统的影响也作了仿真研究.     

直流电机同步控制系统设计

采用AVR单片机作为系统的控制核心,用带有转速信号输出的直流电机作为受控电机,形成闭环控制,实时地对电机进行转速采集并计算偏差,用PID算法计算控制量,控制量用PWM的方法驱动从动电机,使从动电机实现同步控制.通过反复调试,证明该系统方案、电路和程序的设计是正确的,并整定了较好的控制参数.在没有轮系等机械传动装置的情况下,实现了两轴转速的高稳态精度同步控制.     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

恒压网络静液传动系统的神经网络滑模控制

根据恒压网络条件下的静液传动系统的特点,建立用于转速控制的二自由度动力学模型.针对恒压网络静液传动系统的参数摄动和不确定性,选择液压泵/马达的角速度和角加速度为控制变量,设计一种神经网络自适应滑模控制器,采用径向基函数神经网络(RBFN)取代滑模切换控制部分,利用其在线学习功能,对系统的不确定因素进行自适应补偿,应用李亚普诺夫稳定性理论推导网络权值的在线自适应率,保证闭环控制系统的稳定性.在模拟试验台上进行了阶跃信号和斜坡信号的转速控制响应分析,并与常规PID控制以及基于神经网络的PID(NNPID)控制进行对比.试验结果表明:所设计的控制器具有良好的控制效果,能使系统具有良好的跟踪性和强的鲁棒性,有效地消除高频抖振现象.     

混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制

为解决复杂扰动条件下混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速跟踪精度不高的问题,建立了永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制系统模型,进行了自抗扰控制参数整定。分别在负载转矩扰动和模型失配扰动条件下,研究了自抗扰控制下永磁同步轮毂电机转速响应情况,并与优化调整参数的PID控制器的仿真结果进行对比。结果表明:自抗扰控制在提升永磁同步轮毂电机转速响应快速性和减小转速超调方面的独特优势。     

基于H_∞混合灵敏度方法的超声波电机调速控制

为提高行波型超声波电机转速跟踪的准确性和平稳性,改善因调频调速非线性带来的调速性能变化,将H∞混合灵敏度方法应用于转速控制器的设计.采用参数辨识法建立电机的频率转速模型,线性化得到电机的标称模型,将静态模型的非线性转化为标称模型的增益摄动,将动态模型的参数变化转化为标称模型的高阶未建模误差,把电机的转速模型表示为标称模型与误差模型和.根据模型误差界和调速性能指标,求取混合灵敏度加权函数,将控制器设计转化为标准的H∞优化问题,通过Matlab工具求解鲁棒控制器.仿真验证了转速闭环的稳定鲁棒性,使用数字信号处理芯片TMS320F28335在实际控制回路中实现该控制器,并测试电机调速性能.实验结果表明,鲁棒控制器应用于超声波电机调速系统可以取得良好的控制效果.     

DFIG风电系统最大风能捕获的滑模变结构控制方法

提出基于滑模变结构技术的新型风力发电系统简单、实用控制方法,构建基于发电机转速和发电转矩二维平面上的滑模函数,分别设计滑模控制器的等效控制和切换控制量.将其用于定桨变速DFIG系统,使系统稳定在发电机转矩、转速的最佳工作点领域,实现转矩转速的优化控制及稳定跟踪.仿真结果表明,该方法控制性能良好,能实现风能的最大捕获,具有更好的风能利用效率,验证了所提模型的正确性和控制方法的有效性.     

电机调速系统中的滑模变结构控制器设计方法

基于系统的近似模型和性能指标,设计了滑模变结构控制器。采用开关线参数和控制参数自适应技术,减少抖动并提高鲁棒性,避免了控制信号过大而造成的系统性能下降。     

基于模糊推理的免疫PID控制方法的直线电机速度控制

提出一种基于模糊推理的免疫PID控制器,以模糊推理方法构造免疫PID器中的非线性映射函数,使其具有很好的非线性控制性能.将免疫PID控制器进行直线电机速度控制仿真,仿真结果表明,较之传统PID控制方法,基于模糊推理的免疫PID控制方法响应速度更快,超调量更小,且具有更强的抗干扰性能.     

可再生能源分布式发电系统能量互补控制的研究

为了解决可再生能源分布式发电系统的稳定性问题,在系统中加入了储能设备,使总线电压得到了平滑.介绍了可再生能源分布式发电系统的能量互补控制原理,并建立了能源分布式发电系统的数学模型.采用直接转矩控制算法对系统的能量互补控制过程进行了仿真实验,在系统的风机模拟器和飞轮上的仿真与实验结果表明当直流总线电压低于300V时,飞轮转速迅速下降,飞轮释放能量,系统维持稳定;当直流总线电压高于300V时,飞轮转速上升,飞轮存储能量,系统维持稳定.     

模糊免疫非线性PID控制的仿真研究

针对实际工业过程控制的难点,借鉴生物免疫系统中的免疫反馈原理,结合模糊控制器可以逼近非线性函数的特点,分析了积分系数在系统响应过程中的非线性变化规律,提出了一种模糊免疫非线性PID控制方法.该方法具有超调量小,调整时间短,抗干扰能力和鲁棒性强等优点.理论分析和仿真研究证明了该方法的可行性和有效性.     

食品双螺杆挤出机温控系统的模糊免疫PID控制

食品双螺杆挤出机机筒温度对挤压产品产量和质量影响很大,实现对机筒温度的有效控制是一项重要工作.建立控制对象的数学模型,借鉴生物体免疫机理,设计出模糊免疫PID控制器,并进行了仿真研究.结果表明,该温控系统鲁棒性强,响应速度快,动态误差小,性能优于单一的PID控制,能满足食品加工工艺的要求.     

人工免疫工程综述

概述免疫系统基本概念，比较了三大生物信息处理系统（神经系统，遗传系统和免疫系统）的特性，在此基础上提出了人工免疫工程（artificial immune engineering,AIE)的概念，介绍了AIE的主要方法，包括基于免疫网络学说的人工免疫网络模型，基于免疫特异性的否定选择算法和基于接种疫苗及免疫多样性的免疫进化算法；阐述了AIE的应用现状，包括人工免疫网络在人工智能领域，免疫特异检测在计算机安全领域及免疫反馈和免疫鲁棒自适应特性在智能控制领域的多种典型应用，最后对AIE研究应用前景作了进一步的展望。     

人工免疫控制器的设计及其控制效果的仿真

借鉴生物特异性免疫中T细胞、B细胞协同免疫机理,提出了一种免疫控制器,并将免疫控制器与PID控制器在系统输出控制能力、抗干扰能力、对象参数变化的适应能力等方面做了比较研究.结果表明这种免疫控制器较PID控制器性能优越.     

免疫控制图学习算法

目的 分析时序数据变化状况、记录数据特性值随时间而发生波动的过程是否处于控制状态，如有异常，则可对该时间段数据进行挖掘，通过挖掘发现知识；方法 以统计学的正态分布与中心极限定理为理论基础，结合免疫进化的思想，提出免疫控制图原理及学习算法；结果 理论分析和仿真实验表明了免疫控制图方法的实用性和有效性；结论 免疫控制图在质量数据的分析与控制、顾客的消费行为分析、股票市场波动的异常反映、网络安全管理等领域有着广泛的应用。     

基于模糊免疫PID算法的温度控制系统研究

目前温控系统中最常用的是串级控制方法,但这种方式存在一定不足,调控质量也不能很好的满足生产需求。文章在串级控制方法的基础上,着重研究其算法优化的可行性,尝试将模糊机制、免疫算法和PID控制方式相融合,改进原有的控制方法,并进行仿真验证。结果表明,这种新算法可以有效提高温度控制的效率和精度。     

模糊免疫PID控制在电阻加热炉温度控制系统中的应用

结合免疫反馈的调节机理,基于模糊控制理论,设计了一种模糊免疫PID控制器,并对某8kW电阻加热炉温度控制系统进行了动态仿真,仿真结果表明模糊免疫PID具有很强的鲁棒性。     

基于免疫神经网络的水泥分解炉温度控制

通过对水泥分解炉的特性进行分析，确定了出口气体温度的数学模型。用BP神经网络建立水泥分解炉的控制系统，通过控制煤量和风量来使出口气体的温度保持在规定的范围内。针对BP神经网络通常权值更新方法中出现的收敛速度慢、易陷入局部最优值问题，利用改进的免疫算法来优化神经网络的权值。仿真结果表明该温度控制系统优于通常的神经网络PID控制系统，并具有良好的可靠性、自适应性和鲁棒性。     

三相PWM整流器的模糊免疫PID控制

根据模糊参数自整定PID控制和免疫调节机理,设计了一种模糊免疫PID控制器,该控制器综合了模糊控制,免疫调节规律与PID控制技术.将其应用于基于电压定向的直接功率控制中,改善传统PID控制器时整流器的工作性能.仿真结果表明,该方法具有高功率因数、低谐波、动态性能好等优点,并对负载扰动具有良好的抑制效果.     

人工免疫系统及人工免疫遗传算法在优化中的应用

叙述了人工免疫学的概况及免疫系统的组成，提出了一种新的优化算法——免疫遗传算法，该算法突出了免疫系统中抗体群合作进化思想。将该方法用于以高炉焦比为优化目标的优化问题，取得较好的效果。