【摘要】：穩(wěn)健性是指所基于的理想條件違背或者偏差的情況下,系統(tǒng)仍可以保持穩(wěn)定的狀態(tài),也是當(dāng)今自動(dòng)制造領(lǐng)域急需解決的重要問題。由于自動(dòng)化水平日漸提高,系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,在加工制造過程中,如果監(jiān)控措施不完善,自動(dòng)制造系統(tǒng)容易出現(xiàn)人們所不期望的狀態(tài),導(dǎo)致加工進(jìn)程阻塞,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故,因此,如何提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)健性是當(dāng)今自動(dòng)制造領(lǐng)域急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。離散事件系統(tǒng)的控制策略問題是各個(gè)領(lǐng)域必須考慮的關(guān)鍵性問題,針對(duì)可觀可控的制造系統(tǒng),各類監(jiān)控策略競相而出,但在實(shí)際的制造過程中,不僅存在資源突發(fā)故障的問題,還會(huì)不可避免的面臨一些器件線路老化、傳感器失效等方面的問題,從而導(dǎo)致不可控行為和不可觀行為發(fā)生,如果在加工過程中對(duì)不安全因素沒有清晰準(zhǔn)確的判斷,系統(tǒng)很難選擇一個(gè)最優(yōu)的策略規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),造成加工路徑紊亂,不可觀不可控行為的存在會(huì)使得進(jìn)程不可控制或者無意識(shí)的走進(jìn)一條高危路徑,為了保證自動(dòng)制造系統(tǒng)安全的運(yùn)行和良好的經(jīng)濟(jì)效益,需要合適的監(jiān)督控制器對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。本文是以Petri網(wǎng)為工具對(duì)自動(dòng)制造系統(tǒng)進(jìn)行模型建立與分析;將自動(dòng)制造系統(tǒng)中存在的不安全因素同時(shí)考慮,合理規(guī)劃路徑,對(duì)存在不可觀不可控行為并帶有不可靠資源的自動(dòng)制造系統(tǒng)提出死鎖避免算法,穩(wěn)健控制策略及并發(fā)性優(yōu)化方案,主要完成工作和成果如下:(1)提出存在不可控和不可觀行為的自動(dòng)制造系統(tǒng)死鎖避免策略。在關(guān)鍵庫所的基礎(chǔ)上,根據(jù)不可觀與不可控事件的特點(diǎn),分別控制;針對(duì)不可控行為,提出動(dòng)態(tài)控制步長N,對(duì)于步長N可達(dá)范圍內(nèi),在線核查資源數(shù)目,實(shí)時(shí)控制。對(duì)于不可觀行為,利用控制、判斷、再控制準(zhǔn)則,防止系統(tǒng)不知不覺地走進(jìn)我們所不期待的狀態(tài)。(2)提出了存在不可控行為并帶有不可靠資源的自動(dòng)制造系統(tǒng)穩(wěn)健性控制算法。依據(jù)不可靠資源存在位置,進(jìn)程分為存在不可靠資源進(jìn)程和其他進(jìn)程,再根據(jù)不可靠資源進(jìn)程中變遷屬性,分類討論控制策略,最后依據(jù)系統(tǒng)中變遷屬性和相對(duì)位置,對(duì)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃分,從而得到一組穩(wěn)健變遷集合。(3)提出存在不可觀行為的穩(wěn)健監(jiān)督控制策略,依據(jù)變遷屬性和位置對(duì)變遷進(jìn)行分類;再通過分類變遷對(duì)系統(tǒng)資源重新審核,得到一組最少資源數(shù)目,利用此資源數(shù)目,實(shí)行控制、判定、再控制的準(zhǔn)則,同時(shí)為了提升產(chǎn)能,根據(jù)使能變遷與不可靠變遷的相對(duì)位置,進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分,得到穩(wěn)健控制策略。(4)提出最優(yōu)百分比算法,對(duì)并發(fā)性進(jìn)行優(yōu)化;針對(duì)目前方案中的不完善點(diǎn)進(jìn)行改善,對(duì)于部件完成加工所需步伐不同的系統(tǒng),提出最優(yōu)百分比算法,利用占比描述加工完成度,選擇相對(duì)落后的托肯向前加工,使得各個(gè)進(jìn)程之間實(shí)現(xiàn)幾乎同步前進(jìn)。(5)對(duì)控制策略進(jìn)行擴(kuò)展。將存在不可控或不可觀行為的自動(dòng)制造系統(tǒng)穩(wěn)健監(jiān)督控制策略擴(kuò)展到具有柔性路徑選擇的S ~3PR網(wǎng)中,根據(jù)S~3 PR網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以安全性和高效性為準(zhǔn)則,提出路徑選擇機(jī)制,對(duì)線性Petri網(wǎng)控制策略進(jìn)行擴(kuò)展。本文的研究內(nèi)容和成果對(duì)制造系統(tǒng)穩(wěn)健性發(fā)展具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP301.1;F273;TP13
【圖文】：

自動(dòng)化技術(shù)與人類活動(dòng)息息相關(guān)，幾乎涉及到人類活動(dòng)范圍的方方面面。圖1.1 自動(dòng)制造設(shè)備自動(dòng)化制造設(shè)備是應(yīng)用于制造行業(yè)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，制造自動(dòng)化是制造業(yè)技術(shù)的核心發(fā)展方向之一，此外，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平也反映著一個(gè)國家制造業(yè)的發(fā)展程度，自動(dòng)制造業(yè)的普及能夠有效地改善勞作條件，提高生產(chǎn)率，極大地提升產(chǎn)品質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步提升企業(yè)的市場競爭力，推動(dòng)國家制造業(yè)逐步由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型[9]。

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本文編號(hào)：2781929