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基于MAS的分布式制造系统动态控制元结构的研究

张小花  
【摘要】:当前,制造业利用Internet在全球范围内进行资源集成,将技术、管理、人员实现最优组合已成为主要趋势,目的在于提高企业对不确定的急剧变化的市场的反应能力,最大程度满足顾客对产品个性化的需求,从而加强企业的竞争能力。而能对分散资源进行快速集成和优化组合的分布式制造模式,将成为新世纪企业发展方向。 分布式制造系统除了通过数据处理制定有关计划并根据运行情况对计划进行调整的功能之外,还在于可以对系统进行在线、实时、动态控制,所以除了实现系统的功能需求外,还应考虑系统的控制需求。传统研究方法的基本前提是针对已经存在的实际系统,将系统的建立和系统的控制作为两个不同的阶段处理,因此带来了系统分析和监控器综合的困难。本论文的目标是利用多Agent理论、形式语言与自动机、离散事件动态系统RW理论等知识,研究出一套既能满足功能需求又能满足控制需求,并将两者紧密结合起来的方法,使所构建的系统具有优化集成、快速重组、动态调度等特点。该研究具有重要的理论和实际应用意义。 本论文首先采取MAS(Multi—Agem Systems)对分布式制造信息系统进行逻辑建模,按照功能需求把系统分为多个Agent。根据系统论的观点和从RW理论研究控制性能的可行性入手,提出了动态控制元结构的新理念。根据动态控制元结构的理念,选取系统最基本的结构单元,创造新形式的自动机状态结构图,抽取结构信息,利用Agent自治性,以自动机对Agent内部结构进行描述,并用RW理论证明所构建的这些基本结构具有能控性、能观性、可监控性、无阻塞性等特性。然后以动态控制元结构作为子系统,根据实用要求提出一些连接条件和连接方法,进行层次组合和串联结构扩展,并论证扩展后的系统的控制特性,同时提取了动态控制元结构构建系统的规则。最后在上述设计思想基础上,以瓷砖分布式制造作为系统原型,选取设备单元为动态控制元结构,构建了系统模型,并用Matlab/StateFlow对整个系统构建和运行全过程进行仿真,仿真结果验证了我们的研究的可行性。


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