热工过程的免疫控制系统设计及稳定性分析

本文借鉴生物免疫应答反馈机理模型，通过模拟抗原，T细胞及B细胞浓度关系，设计抑制T细胞浓度与B细胞浓度之间的非线性函数关系，提出了一类针对热工过程对象的免疫控制器结构IFC（ImmuneFeedbackController）。同时，利用Popov超稳定定理，针对有自平衡能力和无自平衡能力的热工对象免疫控制系统进行超稳定性分析，得到热工对象免疫控制的非线性增益，通过将Popov超稳定图像解推广至解析解并得到保证系统稳定性的IFC参数设计范围解析解。最后，选取有自平衡能力的过热汽温对象以及无自平衡能力的汽包水位对象进行分析仿真验证。通过对对象辨识并利用Popov超稳定定理进行系统分析，验证了所得参数设计范围解析解的有效性。仿真结果显示了本文设计的热工对象免疫控制系统具有较强跟踪性能及鲁棒性能。