基于模糊免疫自适应PID的智能控制算法的研究

产生于1915年的PID控制,在自动控制技术的发展过程中是历史最悠久,生命力最强的基本控制方式。对PID的比例、积分和微分参数进行适当调节,可以使系统得到满意的控制性能。到目前为止,PID控制仍然是最常用的控制方法。但随着工业的不断进步,实际中的被控过程也变得越加复杂,当前的工业生产过程往往具有非线性、时变性和不确定性,无法准确建立其数学模型,常规PID已无法满足控制要求。因此,研究新的控制算法成为当前的趋势。 模糊控制是一种智能控制方法,以语言变量为基础,通过操作人员的经验来实施控制,适用于无法或很难建立数学模型的工业控制过程,具有很强的鲁棒性。但单纯的模糊控制动作粗糙,自适应能力有限,且易产生振荡,故无法满足一些控制系统的要求。 免疫反馈系统由人工免疫系统发展而来,结合了生物免疫系统的特点,使其具有强大的学习能力和模式识别能力,能够根据给定进行使系统快速反应和快速稳定,具有很强的智能性。 本文首先分别介绍了常规PID、模糊控制和免疫反馈控制三种控制方法。将上述三种方法结合,提出了模糊免疫自适应PID控制算法,并设计了模糊免疫自适应PID控制器。由于该控制器兼备上述三种控制方法的优点,故能够对具有非线性、时变性和不确定性的工业过程进行快速准确的控制,获得良好的控制效果。 最后,以船舶锅炉的水位控制为被控对象对所研究的算法进行仿真,并对仿真结果进行了分析。根据分析可知,由于免疫反馈的引入,使得模糊免疫自适应PID具有比模糊PID更好的动静态性能,以及更佳的抗干扰性和鲁棒性,是一种先进可靠的智能控制算法。