免疫思维进化算法及其工程应用论文

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1、太原理jI：大学博十研究生学位论文免疫思维进化算法及其工程应用摘要本文的研究工作属于进化计算与人工免疫系统理论及其在自动化工程技术领域中的应用研究，是目前信息科学、自动化科学、计算机科学的交叉和前沿研究领域。本文研究成果对于实际生产中复杂对象的控制系统设计和性能优化等方面有较大的应用价值和理论意义。本文主要内容分为两大部分，一是多参数合成思维进化算法及其工程应用，二是免疫思维进化算法及其工程应用。具体包括以下几部分：(1)在深入分析基本思维进化算法的缺陷及原因的基础上，．设计出多参数合成思维进化算法(M

2、ulti—parameterCombinationMindEvolutionaryAlgorithm，MPCMEA)。首先提出关系度、个体趋同、群体趋同和死区空间的定义；然后选取DeJong函数Fl作为测试函数验证算法的优化性能；最后利用泛函分析理论中的不动点原理，证明了MPCMEA是一个压缩映射过程，能够收敛到唯一不动点，即全局最优。(2)研究和讨论了MPCMEA在模糊控制中的应用。一是采用MPCMEA设计过热汽温控制系统的模糊PID控制器，控制效果优于常规的PID控制器；二是利用MPCMEA全局寻优

3、的特点，搜索所有参件属性进行离散归一化时的分割点位置，建立更完备的水泥回太原理：I：火学博十研究生学位论文转窑的粗糙一模糊模型。(3)借鉴生物体免疫系统功能，提出了免疫思维进化算法(ImmuneMindEvolutionaryAlgorithms，IMEA)。在其所需要的概率空间中分析各算子特性，构建了IMEA的数学模型；利用马尔可夫链状态转移理论，证明了算法的全局收敛性；挑选优化理论界公认的四个不同的特殊函数，测试IMEA的优化性能。(4)探索IMEA在工程领域中的应用。将IMEA用于在水泥生料配比计

4、算和数字雷达料位计非线性校正中的优化问题。本文的创新性成果如下：(1)提出了IMEA，并给出了算法中各算子的构造及收敛明。(2)将IMEA用于水泥生产过程中的生料配比计算，可进推广到其它生产行业的配比计算中。(3)将IMEA应用于雷达料位计的测量特性优化，能够显高压控振荡器的调频线性度，降低频谱展宽和相位噪声对距离率的影响，有效提高测量信号的信噪比。这一应用已申报国家专利“数字雷达料位计”(申请号：200410092449．1)，并经国识产权局专利局初审通过。(4)提出了一种瓶的进化计算方法—枷C]V砸

5、A，有效地了多维参数空间中算法的收敛性下降的问题，提高了算法的计能：太原理：I：火学博十研究生学位论文(5)设计了一种新型的模糊PID控制器，该控制器利用PID控制规律的增量表达式在线调整模糊控制器的输出规范化因子，避免了根据专家经验建立模糊调整规则的主观性，所设计的模糊控制器需调整的参数少，结构简单，易于实现。输出规范化因子调整规律中的参数可采用本文提出的MPCMEA实现自动寻优和在线调整。(6)对控制系统的粗糙一模糊模型，提出了考虑全部条件属性值的全局离散化方法，并利用MPCMEA搜索离散归一化合理

6、分割点的位置，保证了在不丢失信息的情况下得到系统更完备的控制规则。关键词多参数合成思维进化算法，免疫思维进化算法，优化，模糊控制，水泥生料配比，雷达料位计III太原理：I：大学博+研究生学位论文lMMUNEMINDEVOLUTIoNARYALGORITHMANDITSAPPLICATIONSINENGINEERINGABSTRACTThestudyofthispaperbelongstothefieldofevolutionarycomputationandartificialimmunesystemt

7、heoryanditsapplicationtoautomationengineeringtechnology,whichiscross—frontierresearchareaoftheinformationscience，theautomationscienceandthecomputerscience．Theresearchresultsforthispaperhavealargerapplicationvalueandtheoreticalsignificanceforthecontrolsys

8、temdesignoftheactualcomplexobjectandperformanceoptimizationThemaincontentofthispaperCallbedividedintotwoparts：first，multi-parametercombinationmindevolutionaryalgorithm(MPCMEA)anditsengineeringapplications；second，immunemind