针对工业机器人的高能耗问题,提出了一种基于免疫算法的工业机器人能耗最优规划方法。首先通过动力学模型和关节摩擦模型求得机器人关节驱动力矩,然后基于力矩建立机器人关节能耗模型,以机器人的关节总能耗为优化目标,将能耗最优问题转化为求解路径关键点的最优位姿解的问题,采用免疫算法对机器人轨迹规划中的能耗进行优化,得到机器人的整条路径能耗最小值。仿真结果表明,该能耗优化模型能够实现能耗的优化。

为提高无人机任务规划的规划效率,研究免疫算法在多无人机任务最优规划中的应用。先从俯仰角度、偏航角度和飞行高度等方面分析动力学约束条件,结合免疫算法结构建立任务最优规划问题的数学模型,将整体利益最大、路径和威胁代价最小为目标函数,设置约束准则;然后利用数字符串编码形成抗体,保证航程最优,同时计算抗体间亲和度,避免陷入局部最优;最后使用免疫记忆算子更新种群,采用高频变异方法改善规划空间搜索性能,设定合理的迭代次数作为算法终止条件,模型输出的结果即为任务最优规划方案。仿真实验表明,应用免疫算法的无人机即使在动态环境下也能在短时间内给出最优规划结果。

针对目前某型车辆渐变节流式液压缓冲器缓冲特性分析及结构优化的问题,提出了一种免疫算法优化缓冲器关键结构的方法。建立了某型车辆渐变节流式液压缓冲器数学模型,运用龙格-库塔法求解微分方程,得出缓冲特性曲线并分析不同参数对缓冲特性影响;基于此,以缓冲器缓冲效率为目标,以阻尼孔半径、长度及节流杆初始半径为优化变量,采用免疫算法进行结构优化。结果表明,优化后缓冲效率提升4%左右,最大缓冲力降低15.6%左右,最大缓冲行程增加15%左右,验证了该方法的有效性和高效性。

加热炉温度控制系统具有非线性、时变性、滞后性等缺陷,导致系统控制过程中响应速度慢、抗干扰能力差,传统的控制方法无法对其进行精确控制。将免疫算法引入蚁群算法中,根据免疫算法中的亲和力原理,增加蚁群的多样性,并对蚁群的初始信息素规则进行改进。利用改进的蚁群算法来调节PIT神经网络(PIDNN)的权值,提出一种新型PITNN控制方法,并采用计算机仿真软件对其进行实验。仿真实验结果表明,与传统的PITNN控制方法相比,当采用改进蚁群算法的PIDNN控制器对加热炉进行控制时,系统达到稳态所需时间缩短了约34%;当加入扰动后,系统恢复到稳态所需时间减少了约26%,振动幅度明显降低,加热炉控制系统的抗干扰能力增强。

针对带钢冷连轧精轧机组中负荷分配的优化问题,提出一种免疫萤火虫算法。该方法利用免疫算法中抗体对抗原敏感性强的特点,在目标函数的激励下迅速大量产生可行域中适应度高的解,解决基本人工萤火虫算法中因观察范围内高亮度的萤火虫发现率低导致的算法初始迭代缓慢问题。为提高萤火虫算法的精度、避免陷入局部极值,根据免疫算法中抗体浓度与激励度的关系,提出新的萤光素更新公式。仿真分析免疫算法、人工萤火虫算法和免疫萤火虫算法,结果表明了免疫萤火虫算法在收敛速度和精度上的优越性。

针对利用经验试凑法或其他优化算法整定机器人自抗扰控制器参数,存在整定过程复杂、整定结果不是全局最优等缺陷,提出一种基于免疫粒子群融合算法的机器人自抗扰控制器参数整定方法。该方法将免疫算法的免疫信息处理机制引入粒子群算法结构中,解决了免疫算法优化过程繁杂冗长以及粒子群算法过早陷入局部最优的问题,实现了自抗扰控制器参数整定,快速找到全局最优解。MATLAB仿真结果表明:该方法提高了自抗扰控制器的响应速度和稳定性,适用于

生物体的免疫应答机制是生物体维持免疫平衡的重要手段。本文将免疫反馈与传统的PID控制器相结合，构成一种新型的免疫PID控制器。该结构的免疫PID控制器具有结构简单、自适应能力强等特点，将该控制器应用到宝钢循环风机调速控制系统中，仿真结果表明该方法能够改善系统阶跃响应性能。

针对某型号等温锻造液压机滑块速度的控制要求，提出基于免疫控制的PID算法，设计出免疫PID控制器并应用于等温锻造机的滑块速度控制中，仿真结果和系统实际运行效果表明：免疫PID控制性能要优于传统PID控制，具有较高的控制精度和较强的鲁棒性，且满足等温锻造液压机滑块速度的控制要求。该技术已成功应用于大型数控薄板冲压液压机的控制系统中。

液压系统是工程机械的神经系统，变量泵是液压系统的中枢神经，其工作好坏直接影响工程机械的性能和施工效率。针对步进电机控制机械转换机构可满足液压挖掘机控制系统中泵、阀、缸三者的良好匹配以实现无级变速，但是并未解决最佳动力性和最佳燃油经济性控制的问题，提出了一种基于免疫优化控制的参数整定方法。该方法将节能目标函数作为约束条件直接引入控制器参数的寻优过程，借助免疫优化算法整定控制器参数，所整定的参数既可保证控制器良好的动静态控制品质，同时也兼顾了节能的最优性。文中对多种不同算法的整定参数作了仿真对比实验研究，系统响应曲线显示基于免疫优化的整定参数有更好的控制效果。仿真结果表明，所提出的控制器参数免疫优化整定方法用于液压挖掘机控制系统参数整定是合理与可行的。

针对在液压泵故障诊断中故障样本难以获得的问题，融合人工免疫系统中的实值否定选择算法和支持向量机算法提出了一种混合的故障诊断方法。在该混合方法中使用算法产生非己集合（故障样本），将其作为算法的输入进行训练，解决了难以获得故障样本的难题。应用小波分析完成液压泵端盖振动信号的消噪及特征提取。最后用柱塞泵脱靴故障样本进行诊断，正确率可达90％，验证了混合诊断方法的有效性。