D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.08.024 第31卷第8期 北京科技大学学报 Vol.31 No.8 2009年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug:2009 一种粗糙规则化的双因子免疫控制器 李章華付冬梅 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要根据粗糙集理论原理，从双因子免疫控制器的控制数据中抽取出控制规则，利用本文提出的一种新的规则评价标准 筛选出优秀的规则构造控制器，即粗糙规则化的双因子免疫控制器，来对对象进行控制·通过仿真实验证明，粗糙规则化的双 因子免疫控制器不但能够体现出普通双因子免疫控制器的学习记忆能力和抗滞后性能，而且在抗干扰性能和响应速度方面 都有明显提高· 关键词免疫控制器；粗糙集；控制规则：规则评价 分类号TP183 A rough-regularized two-cell immune controller LI Wei.FU Dong"mei School of Information Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI According to the rough sets theories,rules can be extracted from the control data of a two-cell immune controller.With a new criterion proposed in this paper.the best rules were selected to compose the rough-regularized two-cell immune controller.From a normal two"cell immune controller to a rough-regularized twocell immune controller,the characteristic of self-learning and anti-de- lay can be inherited,which is proved through a simulation.The better anti-disturb ability and faster response were also demonstrated. KEY WORDS immune controller;rough sets:control rule;rule evaluation 在实际工业生产中，被控对象不可避免地会存 息化简，并从中抽取出效率高、适应度好的规则，相 在不同程度的滞后·滞后环节会降低控制器的控制 对于同为处理不确定对象的模糊理论，粗糙集理论 效率，导致超调量增大、调节时间延长，严重影响系 应用起来更加简单迅速，容易实现，而且规则来自于 统的稳定性·为了解决滞后的问题，目前工业生产 数据本身，可信度更高 中常用的方法主要有串级控制、前馈一反馈、前馈一 本文利用粗糙集原理，从双因子免疫控制器的 串级、纯滞后补偿控制及各种各样的智能控制，文 控制数据中抽取出简化的控制规则，构成一种粗糙 献[1]根据生物免疫机理，提出了一种双因子免疫控 规则化的双因子免疫控制器，并对其控制特性进行 制器(two-cell immune controller,TCIC)·该控制器了仿真研究，本文所构造的这种控制器不但继承了 结构简单、易于实现，可调参数少，具有记忆特性，尤 原双因子免疫控制器的抗大滞后性能，还提高了原 其在纯滞后系统中能够表现出非常好的控制性能。 控制器的抗干扰性能，并能够在控制初始阶段更快 1982年，波兰学者Pawlak在一系列关于信息 地输出有效的控制信号 系统逻辑特性研究的基础上，提出了粗糙集理论， 粗糙集理论是一个对不精确、不一致和不完整数据 1粗糙集原理和规则提取方法 进行分析与处理的工具，能够在保持原有数据的分 1.1 粗糙集理论[3] 类与决策能力不变的前提下，将大量的和复杂的信 粗糙集理论中，知识是由一个关系系统S= 收稿日期：2008-09-18 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。:60573016):北京市教委重点学科共建资助项目(N。,XK100080537) 作者简介：李(1984-)，男，硕士研究生；付冬梅(1963-)，女，教授，博士生导师，Emal:fdm2003@163.com一种粗糙规则化的双因子免疫控制器 李 付冬梅 北京科技大学信息工程学院‚北京100083 摘 要 根据粗糙集理论原理‚从双因子免疫控制器的控制数据中抽取出控制规则‚利用本文提出的一种新的规则评价标准 筛选出优秀的规则构造控制器‚即粗糙规则化的双因子免疫控制器‚来对对象进行控制．通过仿真实验证明‚粗糙规则化的双 因子免疫控制器不但能够体现出普通双因子免疫控制器的学习记忆能力和抗滞后性能‚而且在抗干扰性能和响应速度方面 都有明显提高． 关键词 免疫控制器；粗糙集；控制规则；规则评价 分类号 TP183 A rough-regularized two-cell immune controller LI Wei‚FU Dong-mei School of Information Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT According to the rough sets theories‚rules can be extracted from the control data of a two-cell immune controller．With a new criterion proposed in this paper‚the best rules were selected to compose the rough-regularized two-cell immune controller．From a normal two-cell immune controller to a rough-regularized two-cell immune controller‚the characteristic of self-learning and ant-i de￾lay can be inherited‚which is proved through a simulation．T he better ant-i disturb ability and faster response were also demonstrated． KEY WORDS immune controller；rough sets；control rule；rule evaluation 收稿日期：2008-09-18 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．60573016）；北京市教委重点学科共建资助项目（No．XK100080537） 作者简介：李 （1984—）‚男‚硕士研究生；付冬梅（1963—）‚女‚教授‚博士生导师‚E-mail；fdm2003＠163．com 在实际工业生产中‚被控对象不可避免地会存 在不同程度的滞后．滞后环节会降低控制器的控制 效率‚导致超调量增大、调节时间延长‚严重影响系 统的稳定性．为了解决滞后的问题‚目前工业生产 中常用的方法主要有串级控制、前馈—反馈、前馈— 串级、纯滞后补偿控制及各种各样的智能控制．文 献［1］根据生物免疫机理‚提出了一种双因子免疫控 制器（two-cell immune controller‚TCIC）．该控制器 结构简单、易于实现‚可调参数少‚具有记忆特性‚尤 其在纯滞后系统中能够表现出非常好的控制性能． 1982年‚波兰学者 Pawlak 在一系列关于信息 系统逻辑特性研究的基础上‚提出了粗糙集理论． 粗糙集理论是一个对不精确、不一致和不完整数据 进行分析与处理的工具‚能够在保持原有数据的分 类与决策能力不变的前提下‚将大量的和复杂的信 息化简‚并从中抽取出效率高、适应度好的规则．相 对于同为处理不确定对象的模糊理论‚粗糙集理论 应用起来更加简单迅速‚容易实现‚而且规则来自于 数据本身‚可信度更高． 本文利用粗糙集原理‚从双因子免疫控制器的 控制数据中抽取出简化的控制规则‚构成一种粗糙 规则化的双因子免疫控制器‚并对其控制特性进行 了仿真研究．本文所构造的这种控制器不但继承了 原双因子免疫控制器的抗大滞后性能‚还提高了原 控制器的抗干扰性能‚并能够在控制初始阶段更快 地输出有效的控制信号． 1 粗糙集原理和规则提取方法 1∙1 粗糙集理论［2—3］ 粗糙集理论中‚知识是由一个关系系统 S ＝ 第31卷 第8期 2009年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．8 Aug．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．08．024