免疫思维进化算法及其工程应用

论文摘要

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（Multi-parameter Combination Mind Evolutionary Algorithm，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F1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全局寻优的特点，搜索所有条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

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 思维进化与进化计算
• 1.2.1 进化计算
• 1.2.2 思维进化算法
• 1.3 人工免疫系统与思维进化算法
• 1.3.1 典型人工免疫算法
• 1.3.2 人工免疫系统工程应用
• 1.4 本文研究内容及结构安排
• 1.4.1 本文研究内容
• 1.4.2 本文内容安排和结构
• 本章参考文献
• 第2章 多参数合成思维进化算法
• 2.1 引言
• 2.2 思维进化算法
• 2.2.1 术语和基本概念
• 2.2.2 算法构架
• 2.2.3 研究现状与前景
• 2.3 多参数合成思维进化算法
• 2.3.1 设计思想
• 2.3.2 基本构架
• 2.3.3 算法描述
• 2.3.4 数值优化的例子
• 2.3.5 收敛性研究
• 2.4 本章小结
• 本章参考文献
• 第3章 基于多参数合成思维进化算法的模糊控制
• 3.1 引言
• 3.2 采用 MPCMEA的模糊控制器设计
• 3.2.1 设计思想
• 3.2.2 采用 MPCMEA的模糊控制器的设计
• 3.2.3 火电厂过热汽温控制系统的应用
• 3.3 基于多参数合成思维进化算法的模糊建模
• 3.3.1 模糊关系模型
• 3.3.2 基于 MPCMEA的粗糙——模糊集建模方法
• 3.3.3 应用实例——水泥回转窑建模
• 3.3.4 结论
• 3.4 本章小结
• 本章参考文献
• 第4章 免疫思维进化算法
• 4.1 免疫学基本理论
• 4.1.1 基本概念和术语
• 4.1.2 免疫学发展简史
• 4.1.3 免疫系统的组织结构
• 4.1.4 免疫系统的生理功能
• 4.2 免疫机制
• 4.2.1 免疫耐受
• 4.2.2 免疫应答
• 4.3 免疫思维进化算法
• 4.3.1 免疫理论提要
• 4.3.2 免疫思维进化算法
• 4.4 基于马尔可夫原理 IMEA收敛性分析
• 4.4.1 基本定义
• 4.4.2 免疫思维进化算法算子分析
• 4.4.3 免疫思维进化算法马氏性分析
• 4.5 本章小结
• 本章参考文献
• 第5章 免疫思维进化算法性能分析
• 5.1 指标定义和算法参数设置
• 5.2 测试实例
• 5.2.1 测试函数1
• 5.2.2 测试函数2
• 5.2.3 测试函数3
• 5.2.4 测试函数4
• 5.3 本章小结
• 本章参考文献
• 第6章 基于免疫思维进化算法的优化计算
• 6.1 引言
• 6.2 免疫思维进化算法在水泥生料配比计算中的应用
• 6.2.1 水泥生料配比的工艺介绍
• 6.2.2 常用的水泥生料配比计算方法
• 6.2.3 采用 IMEA求解水泥生料配比的问题
• 6.2.4 试验结果及分析
• 6.3 基于免疫思维进化算法的雷达物位计非线性校正
• 6.3.1 雷达物位计工作原理
• 6.3.2 非线性特性的校正方法
• 6.3.3 基于免疫思维进化算法的非线性校正
• 6.3.4 实验结果及分析
• 6.4 本章小结
• 本章参考文献
• 第7章 结论与展望
• 致谢
• 攻读博士学位期间己发表和录用的学术论文
• 攻读博士学位期间的科研工作及成果