分布式智能协作体系构建集成化开放结构数控系统的研究

数控系统在应用开放结构时 ,往往因各种模块化单元便于集成和组合 ,而倾向于追求密集的软硬件设计和过度的接口及实现全功能特征 ,但也由此造成了数控系统体积庞大 ,接口繁杂 ,功能重叠等负面效应。更重要的是 ,由于没有众多模块在集成化控制过程中的协调关系 ,产生系统逐渐丧失柔性与稳定性且运转臃肿。因此 ,有必要采用适当的分布式设计结构和分散型节点控制策略以保证开放式设计思想的实用性和适度性。本文通过向传统层次化系统结构中引入多维特征 ,分层次的开放结构和节点分组协作等设计思想 ,提出了采用分布式智能协作体系和分层开放机制重构集成化开放结构数控系统的基本技术方案。     

分布式协同设计中任务指派模型的研究

针对传统的任务指派模型没有考虑协同设计分布式特点的不足,提出了一种针对分布式协同设计的任务指派模型.该模型考虑了人员的工作能力、人员的协同能力和任务对人员的影响三个因素,其中人员工作能力考虑了人员的能力等级,协同能力则从人员参与协同活动的次数和成功率角度考虑人员与他人的合作能力,任务对人员的影响主要考虑任务能否促进人员专业能力的增长.最后通过一个算例进行了验证,表明该模型对于分布式协同设计的任务指派是有效的.     

基于LXI网络的温室分布式控制系统设计分析

文章介绍了在温室自动控制系统中如何引入LXI网络构成分布式控制系统，阐述了LXI网络结构特点，提出了基于32位微处理器ARM7TDMI的智能节点系统设计方案，对智能节点的系统硬件设计、结构及主要模块单元的功能及系统应用软件的主要组成模块做了说明。     

数字孪生制造单元多维多尺度建模与边—云协同配置

为了解决离散型智能车间多维、多尺度、高保真建模及其软硬件配置与协同问题，以离散型智能车间的基本实现单元——数字孪生制造单元为对象，从数据—知识混合驱动的角度，探明新一代信息技术赋能下数字孪生制造单元的构成要素与关键特征，提出数字孪生制造单元的多维多尺度智能空间模型及其高保真建模方法。进一步从边—云协同的角度构建软硬件集成的数字孪生制造单元配置模型，建立了基于智能合约的数字孪生制造单元边—云协同运行与智能化管控机制。采用Java Web技术开发了数字孪生制造单元原型系统，并以航空发动机整体叶轮加工过程为案例，验证了所提模型与方法的正确性和有效性。     

基于多智能体的制造系统生产控制建模研究

为提高制造系统生产控制的性能,建立了基于多智能体系统的混合控制模型.该模型把生产控制系统分为管理智能体层、单元智能体层和执行智能体层.管理智能体层负责调度和协调各单元智能体,并对所有智能体进行管理;单元智能体层中的各单元智能体间通过公用数据库相互协作;执行智能体对制造系统内的硬件负责,它们根据局部的本地资源信息及当前状态,接收发布的任务,并对其求解.同一层次的智能体之间是分布式结构.采用基于多智能体的混合控制模式,提高了制造系统生产控制的实时性和灵活性.通过激光拼焊生产系统中的试验,验证了该模型的有效性.     

基于多智能体的协同制造任务分解方法

在研究采用单元制造系统制造与传统企业内部生产本质区别的基础上,提出了基于多智能体的制造单元控制功能图,并描述了各功能块之间的数据流的输入与输出关系。在制造单元控制系统中,协同制造任务功能模块完成制造任务下达计划。由于资源的独立性及制造任务的分解、分配问题,合理解决制造任务冲突和资源分配问题是正确下达制造任务的关键。因此,文中提出了一种基于多智能体结构的制造任务分解、分配方法,实现了一个基于多智能体结构的制造任务分解原型系统。     

面向敏捷制造的智能制造单元框架结构的研究

分析了敏捷制造单元的构成和运行特征,提出建立敏捷制造单元智能自治体模型的原则,在此基础上建立了基于多智能自治体系统的敏捷制造单元运行控制框架结构。这种结构不仅很好地解决了敏捷制造单元分布式动态调度与控制问题,而且为制造系统集成和分布式、网络化制造环境下的多单元、多地点协调协作提供了集成框架和技术基础。     

分布式CAPP中的多智能体协作研究

异地分布的企业和部门要求现代CAPP是一个多用户、多任务、分布、并行协同的工作环境，而多智能体技术作为支持该系统环境的重要研究和实现手段，其关键点及难点是使各智能体协同工作。本文在充分研究多智能体协作模型的基础上，采用基于黑板结构的协作机制，并结合实例，分析了分布式CAPP中智能体的协作运算过程，从而使CAPP中异地、异工种规划单元之间达到并行协作的目的。     

基于Agent的分布式协商策略在供应链动态计划中的应用

在分布式协作环境中，多个商业实体或执行单元，为达成某一共同决策而进行有效地协商，提出一种基于Agent的分布式协商机制和算法。采用智能Agent技术，使各Agent代表各自商业实体或执行单元的利益与其他商业实体Agent为达成某一共同决策进行协商。协商机制中使用了偏好模型的概念，并将Agent的偏好及约束看作私有信息。算法中采用了建议的全局偏好评估和冲突消解。通过实例对提出的分布式协商算法进行了仿真。仿真结果说明，使用全局偏好评估可使协商结果从全局来看更为理想；使用冲突消解明显提高了协商的成功率。最后，分析并扩展了该分布式协商算法的应用范围。     

客车骨架有限元计算模型的改进

一些实例表明,客车骨架节点的结构对节点处应力分布是有影响的,但是传统的梁单元有限元模型中不能体现出节点部分的应力特征.为此,文中提出一种新的客车结构有限元计算模型,利用该模型,在一次计算中能提供节点设计所需要的节点细部应力分布特征,同时也提供梁截面设计所需要的截面内力.此外,还讨论了如何应用新模型对客车骨架节点部位结构进行合理设计的问题.     

A Multi-Agent-Based Agile Shop Floor Control System

The ability of an enterprise to deliver new products quickly and efficiently to market is often the chief determinant of competitive success. The shop floor control system must be an open dynamic system with the capability of adapting and accepting radical unpredictable changes in its structures and industrial practices. This paper presents a new architecture for an agile shop floor control system. The architecture is based on the methodology of multi-agent systems in distributed artificial intelligence (DAI). The multi-agent system has some common characteristics such as: distribution, autonomy, interaction, and openness, which are helpful for transferring traditional architecture to a distributed, cooperative architecture for a shop floor control system. A bidding method based on the required production cost and processing time is also proposed. Using a distributed object-oriented technique, a CORBA-based multi-agent framework for an agile shop floor control system is constructed to integrate all the activity of the shop floor into a distributed intelligent open environment. To implement the framework, a coordination model between agents and behavioural models of some representative agents are established.     

先进制造系统适度递阶的协同控制的理论研究

随着全球化生产的形成,竞争的压力越来越大,制造企业也从传统的大批量生产转向单件、小批量的生产,用户需求多样化,个性化,这使得企业变得越来越复杂。传统企业采用的递阶式控制结构已无法对多变的市场环境作出响应,而现在比较流行的分布式结构由于技术条件的限制,还存在许多不足。本文提出了一种适度递阶的协同控制方法,它综合了递阶式和分布式控制的优点,因而具有更强的生命力。同时还给出了相应的控制基本结构和控制机理。     

可重构装配系统中智能体的开发

为了实现可重构装配系统的快速重构能力，在分析了传统控制结构的基础上，结合分层递阶和分布式控制的优点，提出了基于多智能体系统的混合控制体系结构。这种结构具有低复杂性、强鲁棒性、易维护性、可扩展性以及可重用性等特点，能够适应重构系统的要求。在遵守智能物理代理基金会规范的前提下，以Java智能体开发平台进行了装配系统中各层智能体的实例开发。     

基于现场总线的分布式数控系统体系结构的研究

针对当今数控系统多功能和高度集成化设计所引发的系统稳定性差和开放性低等问题,提出基于现场总线的分布式数控系统的设计方案,并且概要论述了系统的基本框架结构,节点模型,拓展结构以及应用实例,旨在探索解决复杂数控系统在功能扩展和系统开放性实现上的关键技术问题.     

Modular architecture model of CSCD system

A modular architecture model of a computer-supported collaborative design (CSCD) system is proposed on the basis of the hierarchical structure characteristics of a distributed collaborative design system and advanced component object technology. The model mainly regards the module as the core organizing and managing design objects and uses the common object request broker architecture (CORBA) specifications as an interactive platform to achieve object communication. The browser/server computing model deals with the remote heterogeneous collaborative design problem. Product design strategies and mechanisms for collaborative design are separated to facilitate the application of distributed collaborative design environment for quick implementation. The open design framework for CSCD system developers can support the implementation of distributed collaborative design to improve product design speed and reduce product development time. The modular CSCD system (MCSCDS) model and its implementation are achieved in the modular CSCD, a prototype system.     

并行多处理器运动控制系统中的分布式存储机制

针对应用于高速高精运动控制系统的并行多处理器控制架构,提出了一种分布式共享存储机制设计思路。基于数字信号处理器设计了并行计算节点,并为各节点设计了本地存储区;采用基于自定义内部总线的消息传递服务,实现了分布式存储区之间共享数据的刷新,构建了统一编址的分布式共享内存模型,以优化各并行计算节点间的数据交互。该分布式存储机制基于硬件实现,其有效性已在实际应用中得到了证实。     

基于CAN总线的工程机械自动控制系统设计

工程机械的工作环境和结构组成均比较复杂恶劣,机电一体化程度较高,因而工程机械的自动控制系统的硬件体系的结构设计要求很高.本文构建了一种基于CAN(Controller Area Net-work)总线的工程机械自动控制系统方案,给出了基于AT89C52单片机的具有CAN接口的自动控制模块的设计思路.试验证明该智能模块通...     

知识管理体系及其在系统集成环境中的集成

针对产品研发过程中知识管理与应用的实现问题,在知识管理层次体系基础上提出了产品系统开发智能化集成环境的构建方案.从知识本质特征分析人手,得出知识的运用与管理是通过构建知识工具、维护数据载体、进行知识过程控制来实现的结论.探讨了知识管理的实现机制,通过协调知识、数据、过程、工具之间的关系,给出了支持工程应用的知识管理体系与功能阶段.基于知识管理的体系层次,给出了支持产品分布式集成开发环境的功能体系技术方案,定义了基于知识的集成环境的智能化操作流程.     

Distributed control architecture for real-time model predictive control for system-level harmonic mitigation in power systems

It can be challenging to design and implement Model Predictive Control (MPC) schemes in systems with fast dynamics. As MPCs often introduce high computational loads, it can be hard to assure real-time properties required by the dynamic system. An understanding of the system’s behavior, to exploit system properties that can benefit real-time implementation is imperative. Moreover, MPC implementations on embedded local devices rarely allows flexibility to changes in model and control philosophy, due to increased complexity and computational loads. A change in control philosophy (run-time) can be quite relevant in power systems that can change from an integrated to a segregated state. This paper proposes a distributed control hierarchy with a real-time MPC implementation, designed as a higher-level control unit, to feed a lower-level control device with references. The higher-level control unit’s objective in this paper is to generate the control reference of an Active Power Filter for system-level harmonic mitigation. In particular, a novel system architecture, which incorporates the higher-level MPC control and handles distribution of control action to low-level controllers, as well as receiving measurements used by the MPC, is proposed to obtain the application’s real-time properties and control flexibility. The higher-level MPC control, which is designed as a distributed control node, can be swapped with another controller (or control philosophy) if the control objective or the dynamic system changes. A standard optimization framework and standard software and hardware technology is used, and the MPC is designed on the basis of repetitive and distributed control, which allows the use of relatively low control update rate. A simulator architecture is implemented with the aim of mimicking a Hardware-In-Loop (HIL) simulator test to evaluate the application’s real-time properties, as well as the application’s resource usage. The results demonstrates that the implementation of the harmonic mitigation application exhibits the real-time requirements of the application with acceptable resource usage.