文档介绍：免疫PI控制器的仿真研究
The Simulation Study of Immune PI Controller
王素娥郝鹏飞郑恩让
Wang,Sue Hao,Pengfei Zheng,Enrang
摘要:本文借鉴生物免疫系统的免疫响应调节机理,提出了并联式结构的免疫PI控制器,讨论了其中的免疫参数在调节过程中的作用,及其在大纯滞后系统中的仿真研究,并与传统PID控制器的仿真效果相比较
关键词: 免疫免疫PI控制器大纯滞后系统仿真
Abstract: In this paper, based on the immune system regulating law, an parallel immune PI controller is proposed. The effects of parameters of immune PI controller are described. The immune PI controller is applied to the large delay system. The result of simulation indicates that the method immune PI control can improve the dynamic property of control system more evidently than that of the classical PID control.
Keywords: immune immune PI controller large delay system simulation
中图分类号:TP273 文献标识码:A
1 前言
在工业生产过程中,由于信号传输存在延迟,惯性带滞后的被控对象是很普遍的,对象的纯滞后性质,常使系统产生超调和振荡,传统的PID控制虽然在工业生产中得到广泛的应用,但对于大滞后、非线性复杂系统,传统PID控制很难保证其控制效果始终处于最佳状态。本文借鉴生物免疫系统的免疫响应过程中T细胞的调节作用,提出了免疫PI控制器,并对具有大纯滞后的系统进行仿真研究,仿真结果表明,在大纯滞后系统中,免疫PI控制下的系统性能优于传统PID控制。
2 生物免疫系统
生物免疫系统可认为是一种具有很强鲁棒性和自适应性的系统,没有免疫系统的保护,生物体不可避免的会受到感染并导致死亡。免疫响应过程是免疫系统对抗原的识别、活化、分化和效应的过程,有体液免疫和细胞免疫两种。以体液免疫响应为例,抗原由抗原呈递细胞(APC)消化,首先活化TH(Helper T-cell)细胞,并释放淋巴因子,进而活化B细胞产生抗体,APC呈递的抗原还能缓慢地活化TS(Suppressor T-cell)细胞,活化的TS细胞可以对TH细胞和B细胞产生抑制作用,以保证免疫系统的稳定性。体液免疫响应过程如图1所示。免疫响应过程中T细胞的调节作用如表1所示。
免疫响应过程
抗原浓度
抗体浓度
T细胞作用
抗原入侵
大
极小
—
免疫初期
大
小
促进
免疫后期
小
大
抑制
免疫末期
极小
小
—
图1 体液免疫响应过程示意图表1 免疫响应过程中T细胞的调节作用
根据表1所示,免疫响应的不同阶段T细胞