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1、2008年9月控制工程Sep.2008第15卷第5期ControlEngineeringofChinaVol.15,No.5文章编号:167127848(2008)0520485204一种改进的模糊免疫反馈PID控制器江中央,蔡自兴,龚涛(中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410083)摘要:针对P型免疫反馈控制器不能克服动态干扰和消除静态误差的问题,利用模糊控制系统的非线性逼近能力,提出了一种将P型免疫反馈控制器同常规PID控制器进行混合联结的模糊免疫PID控制器的设计方法。该控制器通过免疫反馈控制规律
2、和模糊控制规则在线调整控制器的参数。为了选择一组较优的控制器参数,用免疫算法在全局范围内对控制参数进行离线优化。仿真结果表明,该控制器较常规控制器具有更好的动态、静态特性。关键词:免疫反馈控制;PID控制;模糊控制;免疫算法中图分类号:TP273文献标识码:AAnImprovedFuzzyImmuneFeedbackPIDControllerJIANGZhong2yang,CAIZi2xing,GONGTao(CollegeofInformationScienceandEngineering,Central
3、SouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:TotheproblemsthatP2typeimmunityfeedbackcontrollerfailstoovercomedynamicaldisturbanceandeliminatestaticerror,accord2ingtotheuniversalapproximationcapabilityofthefuzzycontrolsystem,afuzzyimmunePIDcontrollerbasedo
4、nmixedconnectionofconven2tionalPIDandP2typeimmunityfeedbackcontrollerisputforward.Thecontrollerparameterscanbeadjustedonlinebytherulesofimmunefeedbackcontrollerandfuzzycontroller.Inordertogaintheoptimalcontrollerparameters,theparametersofthecontrollerareof
5、flineoptimizedbyimmunealgorithm.Thesimulationresultsshowthatthecontrolperformancesoftheproposedimmunecontrolleraresuperiortothatofconv2entionalcontroller,andpossessbetterdynamicandstaticcharacteristics.Keywords:immunefeedbackcontrol;PIDcontrol;fuzzycontrol
6、;immunealgorithm分控制器、微分控制器进行混合连接的方法,以消除静1引言态偏差,提高了系统的响应速度,改善了控制品质。生物免疫系统通过免疫机制中的抗原识别、抗2模糊免疫反馈PID控制器的改进原记忆和抗体的抑制、促进等,通常情况下,能在动态变化的环境中维持其自身系统的稳定性,是一1)免疫反馈控制的概念免疫P控制器是借个具有极强鲁棒性的自适应系统,能处理各种干扰鉴生物系统的免疫机理而设计出的一种非线性控制和不确定性,这种免疫调节机制可用来有效改进控器。免疫系统调节原理,如图1所示。[1]制系统的性
7、能。Takahashi等已把这种免疫反馈机制应用到控制系统中,提出了免疫反馈控制的策略。文献[1]基于分析B细胞、T细胞相互作用及T细胞的免疫反馈机理,设计了一种P型免疫反馈控制系统;文献[2～4]针对P型免疫控制器抗扰性能较差、难于克服稳态偏差等不足,结合模糊控制原理,将常规的PID控制与P型免疫反馈控制器进行串联,设计了一种模糊自调整免疫反馈控制系统。但控制器的比例增益、积分增益和微分增益三个参[5][3]数的变化对系统性能的影响是不同的,将P型免APC为抗原呈递细胞,TH为辅助细胞,TS为抑制细胞。疫
8、控制器与常规PID串联不是最好的处理方法。图1免疫反馈原理图因此,本文提出一种将P型免疫控制器分别与积Fig11Schematicdiagramofimmunefeedback收稿日期:2007204224;收修定稿日期:2007206206基金项目:国家自然科学基金资助项目(60404021,60234030);国家基础研究基金资助项目(A1420060159);湖南省院士基金资助项目(06IJY3035)作者
