【摘要】：傳送帶給料加工站(Conveyor-Serviced Production Station,CSPS)作為一類(lèi)重要的柔性生產(chǎn)系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)制造當(dāng)中,例如機(jī)器人裝配線、單元化生產(chǎn)系統(tǒng)等。因此,研究CSPS系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題,通過(guò)合理地選擇系統(tǒng)的控制策略,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)情況下系統(tǒng)運(yùn)行代價(jià)最低,對(duì)提高系統(tǒng)的生產(chǎn)率和柔性有重要的現(xiàn)實(shí)意義。CSPS系統(tǒng)的物理模型通常為固定點(diǎn)撿取,機(jī)器人需要等待工件到達(dá)固定撿取點(diǎn)才可以進(jìn)行卸載操作。隨著生產(chǎn)線的智能化發(fā)展,機(jī)器人可以對(duì)撿取區(qū)間內(nèi)的工件進(jìn)行移動(dòng)卸載,有效降低了卸載過(guò)程的時(shí)間,進(jìn)而提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)率。但在現(xiàn)有的可移動(dòng)拾取式CSPS系統(tǒng)中,為了滿足系統(tǒng)的無(wú)后效性,機(jī)器人在每次決策后都有可能會(huì)產(chǎn)生無(wú)效的延時(shí)等待時(shí)間。這種工作模式所帶來(lái)的決策延時(shí)等待時(shí)間會(huì)造成生產(chǎn)周期的延長(zhǎng),從而降低了系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。因此,本文提出了一種不考慮延時(shí)等待的工作模式,通過(guò)將延時(shí)等待時(shí)間轉(zhuǎn)化為前視點(diǎn)的前移,解決了系統(tǒng)的無(wú)后效性問(wèn)題。并以緩沖庫(kù)剩余量和機(jī)械臂位置作為系統(tǒng)的聯(lián)合狀態(tài),以前視距離作為系統(tǒng)的控制變量,建模為半馬爾科夫決策過(guò)程(Semi-Markov Decision Processes,SMDP)。在建模后,使用策略迭代算法求解最優(yōu)策略并根據(jù)該策略計(jì)算系統(tǒng)相關(guān)的性能值。另外,由于系統(tǒng)的復(fù)雜性,尤其是動(dòng)態(tài)隨機(jī)性,為建模的過(guò)程帶來(lái)了很大的難度。在SMDP模型的基礎(chǔ)上,本文使用了Q學(xué)習(xí)算法來(lái)尋找最優(yōu)解或次優(yōu)解。通過(guò)仿真,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與考慮延時(shí)等待的工作模式相比較。無(wú)論是理論算法還是Q學(xué)習(xí)得到的結(jié)果,均在系統(tǒng)性能方面優(yōu)于考慮延時(shí)等待的工作模式,驗(yàn)證了本文所提出的的工作模式的有效性。
【圖文】：

第三章 無(wú)延時(shí)可移動(dòng)拾取式 CSPS 系統(tǒng)的建模與優(yōu)化第三章 無(wú)延時(shí)決策的可移動(dòng)拾取式 CSPS 系統(tǒng)的建模與優(yōu)化通過(guò)第二章的介紹可以得知，延時(shí)等待時(shí)間普遍存在于兩種現(xiàn)有的工作模中。本章的研究重點(diǎn)就是如何通過(guò)改進(jìn)工作模式，消除延時(shí)等待的時(shí)間，以此高系統(tǒng)的性能。首先建立無(wú)延時(shí)等待的 CSPS 系統(tǒng)的物理模型，將該系統(tǒng)建立SMDP 模型。然后求解相應(yīng)的系統(tǒng)性能勢(shì)，最后通過(guò)策略迭代算法求解。將求的系統(tǒng)相關(guān)的性能值與考慮延時(shí)等待的工作模式比較，分析本文提出的工作模式對(duì)于系統(tǒng)性能的提升程度。3.1 無(wú)延時(shí)決策的 CSPS 系統(tǒng)的物理模型及決策過(guò)程3.1.1 系統(tǒng)物理模型

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文次的決策過(guò)程。因此，在下一決策時(shí)刻，從新距離，依然只取決于緩沖庫(kù)當(dāng)前剩余存儲(chǔ)量和程如下：在nT 時(shí)刻，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)決策行動(dòng)之后所產(chǎn)生的時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)為m ,pS。此時(shí)，將前視點(diǎn)的位置置lookaheadnewP ，如圖 3.3 所示。則在新的前視點(diǎn)nP,'m pSv。其中，虛擬策略只是起到了一個(gè)過(guò)渡的的新的虛擬策略只與當(dāng)前系統(tǒng)的聯(lián)合狀態(tài)有關(guān)于原始的前視點(diǎn)lookaheadinitialP 來(lái)說(shuō)，，新的策略m ,pSv策產(chǎn)生的延時(shí)等待時(shí)間 的疊加，即, ,'m p m pS Sv v后的新策略m ,pSv。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：F273;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2711493