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（河南科技大学 电子信息工程学院，河南 洛阳 471003）

1 引言

人体免疫系统具有很强的鲁棒性和自适应能力，能够对外来病原体的入侵迅速做出反映。生物免疫系统的这些特性，已在国内外引起了广泛的重视，并且很多研究人员将免疫反馈机理应用于控制系统设计方面。目前比较常见的免疫控制器有：1）从生物免疫机理出发，设计免疫反馈控制器，并与PID结合起来［1］；2）基于识别因子和杀伤因子的双因子免疫控制器［2］；3）从生物免疫应答机理出发，构造出与传统控制器完全不同的仿生控制器［4］；4）利用免疫算法，结合 PSO［4］、神经网络、遗传算法等其他智能优化算法优化控制器参数。本文针对气动比例阀缸系统，设计免疫控制器，并对系统稳定性进行了分析，仿真结果表明，设计的控制器具有较好的跟踪特性，当负载变化时具有较好的适应能力。

2 基于免疫原理的控制器设计方案

2.1 免疫反馈机制

当外界物质（包括抗原、被病毒感染的自身细胞等）的信息被抗原呈递细胞（APC）捕获后，APC将信息传递给T细胞，即传递给Th细胞和Ts细胞，然后刺激B细胞，B细胞产生抗体以消除抗原。当抗原较多时，机体内的Th细胞也较多，而Ts细胞却较少，从而产生的B细胞会多些。随着抗原的减少，体内Ts细胞增多，它抑制了Th细胞的产生，则B细胞也随着减少，经过一段时间后，免疫反馈系统便趋于平衡。原理图如图1所示。

图1 免疫反馈原理图Fig.1 Schematic diagram of immune feedback

2.2 免疫控制器模型推导

基于2.1所述原理，设第k代抗原数量为Ag（k），抗体数量为Ab（k），由抗原刺激的Th细胞的输出为Th（k），Ts细胞的输出为Ts（k），B细胞接受的总刺激为B（k），可建立如下数学模型：