克隆免疫网络算法研究及应用

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1、太原理工大学博士学位论文克隆免疫网络算法研究及应用姓名：郭红波申请学位级别：博士专业：电路与系统指导教师：谢克明20060501太原理工大学博士研究生学位论文和力函数，详细地说明了克隆免疫网络算法在路径规划中的具体操作与实现步骤，在足球机器人仿真软件RobotSoccerl．5a的平台上进行了一系列静态仿真实验。实验结果表明，克隆免疫网络算法在路径规划中是可行与有效的。其次，本文以集中控制式足球机器人系统的设计开发为背景，主要针对足球机器人之间的协作问题进行研究。在分析目前常用的决策子系统设计的基础上，根据四层推理模型对足球机器人比赛系统的决策子系统进行了详细

2、的设计。使用克隆网络免疫算法对足球机器人进行角色分配，并以机器人队员进攻为例，在RobotSoccerv1．5a仿真平台上进行了验证，证明了克隆免疫网络算法的可行性。最后，研究了机械臂逆运动学求解问题。机械臂的控制问题主要包括：轨迹规划问题、逆运动学问题和逆动力学问题。而机械臂逆运动学求解问题在机器人学中占有重要地位，是研究机械臂动力学和机械臂控制的基础。针对BP算法和遗传算法在训练神经网络中的不足之处，如求解精度低，搜索速度慢，易于陷入局部极小值等，提出了利用克隆免疫网络算法来学习神经网络连接权值，求解机械臂运动学逆解。理论分析和数值计算结果表明克隆免疫网络

3、算法优化神经网络来求解机械臂逆运动学方程是实用可行的，收敛速度快，求解精度高。关键词人工免疫系统，克隆免疫网络，足球机器人，路径规划，策略决策，逆运动学求解太原理工大学博士研究生学位论文RESEARCHANDAPPLICATIoNSOFCLoNEIMMUNENETWORKALGORITHMABSTRACTTheartificialimmunesystem(AIS)isoneofimportantfieldintheartificialintelligentresearchemergingaftertheartificialnetwork；evolutionco

4、mputingandfuzzysystem．Itisinspiredfromthebiologicalimmunesystemandimitatesthefunctionofnaturalimmunesystemsasanintelligentmethod．Inthispaper，wetooktheartificialimmunesystemastheresearchbackground．Afterhavingcomparedwiththeimmunenetworkmodelandreferredtotheiradvantagesanddisadvantage

5、ssuggestedbyotherpeople，wedesignedanoptimizedalgorithm，TheCloneImmuneNetworkAlgorithm，whichisbasedontheconditionalimmunetheory．Thecoreofthisalgorithmissomeoperatorscombiningthecloneselectiontheorywiththeidiotypeimmunenetworktheory．Theseoperatorsincludetheantibodyselectionoperator，th

6、eantibodycloneoperator，theantibodyrecombinationoperator，theantibodyvariationoperator，theantibodyrestraintoperatorandSOon．AndwiththeMarkovchainstatetranslationtheory，weprovedtheprobabilityweakconvergenceofthecloneimmunenetworkalgorithm．Thesimulationresearchstatedthatitwasnotonlyeffec

7、tivebutalSOfeasible．Thecloneimmunenetworkalgorithmisanoptimizedalgorithminnature．Soitcanbewidelyusedinmanyfields，suchasautomaticcontrol，optimizationdesign，faultdiagnosis，patternrecognition，dataIII太原理工大学博士研究生学位论文mining，androbottechnologiesandSOon．Wehadsomepreliminarytriesonthesefield

8、sinthispaper．Firstl