【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),也是當今自動制造領域急需解決的重要問題。由于自動化水平日漸提高,系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大,在加工制造過程中,如果監(jiān)控措施不完善,自動制造系統(tǒng)容易出現(xiàn)人們所不期望的狀態(tài),導致加工進程阻塞,帶來巨大的經(jīng)濟損失和安全事故,因此,如何提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)健性是當今自動制造領域急需解決的現(xiàn)實問題。離散事件系統(tǒng)的控制策略問題是各個領域必須考慮的關鍵性問題,針對可觀可控的制造系統(tǒng),各類監(jiān)控策略競相而出,但在實際的制造過程中,不僅存在資源突發(fā)故障的問題,還會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,從而導致不可控行為和不可觀行為發(fā)生,如果在加工過程中對不安全因素沒有清晰準確的判斷,系統(tǒng)很難選擇一個最優(yōu)的策略規(guī)避風險,造成加工路徑紊亂,不可觀不可控行為的存在會使得進程不可控制或者無意識的走進一條高危路徑,為了保證自動制造系統(tǒng)安全的運行和良好的經(jīng)濟效益,需要合適的監(jiān)督控制器對制造系統(tǒng)進行監(jiān)測。本文是以Petri網(wǎng)為工具對自動制造系統(tǒng)進行模型建立與分析;將自動制造系統(tǒng)中存在的不安全因素同時考慮,合理規(guī)劃路徑,對存在不可觀不可控行為并帶有不可靠資源的自動制造系統(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制造系統(tǒng)死鎖避免策略。在關鍵庫所的基礎上,根據(jù)不可觀與不可控事件的特點,分別控制;針對不可控行為,提出動態(tài)控制步長N,對于步長N可達范圍內,在線核查資源數(shù)目,實時控制。對于不可觀行為,利用控制、判斷、再控制準則,防止系統(tǒng)不知不覺地走進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,進程分為存在不可靠資源進程和其他進程,再根據(jù)不可靠資源進程中變遷屬性,分類討論控制策略,最后依據(jù)系統(tǒng)中變遷屬性和相對位置,對進程優(yōu)先級進行劃分,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)變遷屬性和位置對變遷進行分類;再通過分類變遷對系統(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,實行控制、判定、再控制的準則,同時為了提升產(chǎn)能,根據(jù)使能變遷與不可靠變遷的相對位置,進行優(yōu)先級劃分,得到穩(wěn)健控制策略。(4)提出最優(yōu)百分比算法,對并發(fā)性進行優(yōu)化;針對目前方案中的不完善點進行改善,對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,選擇相對落后的托肯向前加工,使得各個進程之間實現(xiàn)幾乎同步前進。(5)對控制策略進行擴展。將存在不可控或不可觀行為的自動制造系統(tǒng)穩(wěn)健監(jiān)督控制策略擴展到具有柔性路徑選擇的S ~3PR網(wǎng)中,根據(jù)S~3 PR網(wǎng)的結構特點,以安全性和高效性為準則,提出路徑選擇機制,對線性Petri網(wǎng)控制策略進行擴展。本文的研究內容和成果對制造系統(tǒng)穩(wěn)健性發(fā)展具有一定的理論價值和現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP301.1;F273;TP13
【圖文】：

自動化技術與人類活動息息相關，幾乎涉及到人類活動范圍的方方面面。圖1.1 自動制造設備自動化制造設備是應用于制造行業(yè)的機電一體化產(chǎn)品，制造自動化是制造業(yè)技術的核心發(fā)展方向之一，此外，自動化技術的發(fā)展水平也反映著一個國家制造業(yè)的發(fā)展程度，自動制造業(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)品質量，減輕勞動強度，同時帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步提升企業(yè)的市場競爭力，推動國家制造業(yè)逐步由勞動密集型產(chǎn)業(yè)向技術密集型產(chǎn)業(yè)轉型[9]。

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本文編號：2781929