题目：基于免疫蚁群PID的炼钢顶吹控制技术研究

钢铁工业是国民经济的基础工业之一，其产品以成本低廉、品种多样、性能良好而成为当代建筑、机械、汽车、运输等行业的重要原材料。转炉炼钢是目前世界上最主要的炼钢方法，目前全世界有60%、我国有80%的钢是由转炉冶炼的。而转炉炼钢绝大多数采用顶吹氧气技术。氧气的流量控制在氧气顶吹转炉控制中是非常重要的一个环节，影响到炼钢的效率，和产品的质量，以及生产安全。本文主要讨论了与转炉顶吹氧气供应有关的设备和工艺，以及氧气顶吹的设计方案。 在控制方面本文使用基于免疫蚁群的PID控制算法来实现氧气流量的控制。本文详细介绍了蚁群算法的原理、优点和基本蚁群算法的流程步骤。研究了基于路径图的蚁群算法来优化PID的方法和流程，并指出了这种算法的不足。描述了免疫算法的原理和用免疫算法优化PID控制算法的方法，列出了免疫PID的算法流程。为了改进蚁群PID算法的不足，本文提出用免疫算法收敛快的优点来弥补蚁群算法前期信息利用不足的缺点。既可以提高算法的收敛速度又可以利用蚁群算法的多解搜索能力保证算法的效率和优化效果。 本文主要完成以下工作：(1)对控制对象的分析。通过对转炉生产过程的特点和难点进行分析，指出转炉氧气控制中存在的问题。(2)被控对象模型和控制方法的选取。根据转炉氧气控制的特点和难点，简化出被控对象的数学模型，并提出适合此对象的新型的控制方法。(3)控制器的设计。针对控制对象的特点，采用了蚁群与传统PID相结合的控制方法，并针对这种控制方法的不足之处进行了改进，提出了基于免疫的蚁群PID控制方法并对控制器进行设计。(4)仿真研究。采用Matlab进行编程仿真，对常规PID、蚁群PID和免疫蚁群PID的仿真结果进行比较分析，为算法的实际应用打下了基础。