自动导引车系统避碰及环路死锁控制方法

为了避免单向导引路径网络中各自动导引车间发生碰撞及系统死锁,以基于单向导引路径网络的自动导引车系统为研究对象,提出一种避免自动导引车间碰撞的避碰方法。针对基于单向导引路径的自动导引车系统特点,建立了基于有向图的自动导引车系统运行状态模型,基于该模型提出一种环路死锁搜索方法。定义了包括单环路和多环路死锁临界状态的环路死锁临界状态概念,针对两种环路死锁临界状态,设计了对应的死锁控制策略。通过仿真证明了所提方法的有效性。     

基于改进量子微粒群的轨道导引小车系统建模与优化

为提高自动小车存取系统中轨道导引小车系统的出入库作业效率,提出了一种基于改进量子微粒群的优化方法。分析了轨道导引小车系统出入库作业任务队列特征,建立了数学模型。在此基础上利用量子微粒群算法进行优化调度,并在该算法中引入高斯变异算子,克服了其容易陷入局部最优的缺点。通过仿真实验表明了方法的可行性和有效性。     

自动制造系统的一种死锁避免策略

基于Petri网的结构分析理论，提出了自动制造系统Petri网模型的一种死锁控制方法，在这种策略的控制下，避免了系统中死锁的产生，从而许多制造系统的Petri网模型具有活性，提出了一种保证所有严格极小信标至少含有一个托肯的方法，对冗余严格极小信标的研究，提高了Petri网复杂自动制造系统的建模能力。结果表明，在设计无死锁的Petri网格型时，不是所有的严格极小信标都要考虑，从而简化了设计结果和控制算法。     

机器人携带自动导引小车车体设计与分析

将机器人与自动导引小车进行技术整合,提出机器人携带自动导引小车的概念。对驱动力进行分析计算,开发了适用于机器人携带自动导引小车的驱动舵机。应用SolidWorks软件Simulation模块对所设计的机器人携带自动导引小车车体进行仿真分析,确认设计合理。根据各类实际应用需求,设计各类车载标准化模组,并搭载相应的控制系统。开发出机器人携带自动导引小车样机,成功应用于工厂的自动化升级改造项目,确认机器人携带自动导引小车的实用性,能够提升企业生产制造自动化水平,提高生产效率和竞争力。     

自动小车存取系统复合作业三维空间路径优化

为了提高智能立体仓库的运转效率,提出了一种改进的人工狼群算法,利用该算法有效地解决了轨道小车存取系统复合作业三维空间路径优化问题。针对该系统出入库复合作业的特点,设计了一种包含轨道引导小车任务分配与三维空间路径信息的编码和解码方法;将禁忌表和拥挤度因子引入算法,并采用自适应围攻步长来避免算法陷入局部最优,同时加快算法的后期收敛速度。以某省级电能计量设备自动检定中心的AVS/RS系统为实例,将该算法与另外两种优化算法进行比较,结果表明该改进算法的收敛速度更快、优化率更高、得到的解最优。     

一种AGV系统的整体架构设计

为了降低地面系统的负载压力,提出一种自动导引小车系统架构(FAGVS)。该架构采用分布式协作思想将地面系统的部分功能下移到车载系统,利用车载系统的分布式计算能力使自动导引小车协作完成运输任务。该设计对整体系统进行重新构造,不仅可以降低地面系统压力,还可使自动导引小车具有自主移动等能力。对FAGVS进行了形式化定义,描述了各模块间的关系,并论述了关键技术,最后通过实验对比了FAGVS与一般自动导引小车系统的优劣。自动导引小车在工厂的成功应用表明所提架构具有一定的实用价值。     

基于图像引导的自动导引小车系统设计

图像导引作为自动导引小车AGV众多的导引方式的一种，以其方便灵活性得到了极大的关注和研究。采用联DSP视觉导引系统以及光流场的计算方法，用于AGV的运动物体目标检测以及碰障预测。     

单轨小车转弯问题的分析和计算

单轨小车在曲线轨道上运行时,如轨道曲率半径太小,小车会出现卡轨等现象,这里结合在实际设计工作中的体会对小车转弯问题作一些分析和计算,同时提出了改善转弯条件的两种方法。     

巡回式自动小车存取系统正交仿真分析

为提高巡回式自动小车存取系统的出库效率,采用仿真方法结合正交实验对出库效率的影响因素进行了研究。分析了巡回式自动小车存取系统的出、入库流程,总结了其影响因素;建立了巡回式自动小车存取系统的仿真模型,设计了基于正交实验的仿真流程;对应库容量分别为2 400、1 800和1 200的24种不同的设计场景,采用正交实验法对速度、加速度、货位指派方式等因素进行了仿真分析。实验结果表明,控制因素对所有设计场景都有较大影响,研发自动小车存取系统的控制调度软件可稳定提升自动小车存取系统的性能;速度因素的影响因场景不同而不同,在列数较大的场景中,提升小车最大速度会产生更好的效果;在列数较小的场景中,提升升降机加速度会产生更好的效果。     

每马焊装车间的EMS无线自行小车输送系统

在物流传输线包括生产线中,自动轨道运行小车输送系统（EMS）是非常重要和实用的系统。EMS自行小车由传送电源和信号源的组件．控制器和电气元件以及驱动系统及载物输送架组成。     

两种多层穿梭车系统的性能比较分析

物流配送中心订单响应速度的加快,对订单拣选系统提出了更高的要求。多层穿梭车系统因其柔性强、效率高等特点,近年来得到了广泛应用。多层穿梭车系统具有两种形式--基于转载车和基于环形输送线,二者均可实现货物的快速拣选,但在系统吞吐量和订单完成周期方面存在差异,致使企业决策者难以进行系统选择。基于上述原因,本文比较两种多层穿梭车系统的性能差异。建立两个系统的开环排队网络模型,然后求解系统吞吐量、订单完成周期,通过仿真验证了排队论模型的准确性,通过试验对两种系统的性能进行对比分析。结果表明,系统吞吐量与层数、巷道数相关,层数越多,巷道数越少,转载车系统相对于环线系统优势越显著;订单完成周期与层数、订单到达率相关,层数越多,订单到达率越低,转载车系统相对于环线系统越具优势。     

面向仓储物流的建模及控制系统设计方法

为提高现代企业仓储物流的设计质量和效率,提出了一种基于资源颜色时序信号的扩展Petri网建模及控制系统设计方法.该方法首先采用资源颜色时序信号的扩展Petri网建立了仓储系统的动态模型,清晰地描述了各种物流活动的顺序、并发,冲突等关系,并结合关联矩阵,阐述了判断死锁和陷阱的方法.该方法建立的模型可根据Petri网运算规则进行保性化简,便于仿真分析和验证,且可直接用于系统可编程逻辑控制器的控制程序设计.最后,以仓储物流控制系统为例,阐述了系统建模及控制设计过程.     

Distributed MPC based consensus for single-integrator multi-agent systems

This paper addresses model predictive control schemes for consensus in multi-agent systems (MASs) with discrete-time single-integrator dynamics under switching directed interaction graphs. The control horizon is extended to be greater than one which endows the closed-loop system with extra degree of freedom. We derive sufficient conditions on the sampling period and the interaction graph to achieve consensus by using the property of infinite products of stochastic matrices. Consensus can be achieved asymptotically if the sampling period is selected such that the interaction graph among agents has a directed spanning tree jointly. Significantly, if the interaction graph always has a spanning tree, one can select an arbitrary large sampling period to guarantee consensus. Finally, several simulations are conducted to illustrate the effectiveness of the theoretical results.     

基于面向对象Petri网的多Agent系统交互协议建模

为了描述、分析和验证多Agent系统交互协议,提出了一种面向对象Petri网。与现有的形式化方法相比,面向对象Petri网能形象、直观地刻画多Agent系统复杂、并行的交互协议,可以描述其静态和动态语义,并可利用Petri网的数学分析方法对交互协议进行动态分析。面向对象Petri网还具有较好的模块性和柔性,能单独地分析参与交互的每一个Agent,而不会影响其他Agent和环境的状态。最后,利用面向对象Petri网描述了智能物理代理基金会请求协议和合同网协议,并对一个买卖Agent交互实例进行了建模和动态分析,验证了面向对象Petri网具有较好的建模能力。     

基于Petri网的离散事件仿真与控制软件的开发及关键技术

针对离散事件系统控制对Petri网软件工具的需求,设计和开发基于Petri网的离散事件仿真与控制软件。通过分析离散事件仿真与控制的要求,确定软件的功能与目标,据此设计软件的体系结构。研究软件开发中的几个关键技术,如控制Petri网的提出及其基本类设计、基于控制Petri网的控制与仿真、Petri网模型的存储与读取、客户/服务器模式软件网络化架构等。开发基于Petri网的离散事件仿真与控制软件,它不仅具有Petri网模型建模与分析功能,还能实现基于Petri网的离散事件系统的网络化控制与仿真。在可重构加工系统试验平台上的应用表明,该软件是有效和实用的。     

Constraint graph-based approach for the analysis and the control of time critical systems

The increasing complexity of manufacturing systems gives rise to the development of new formal methods allowing to handle their particularities. Petri nets are a powerful formalism for the specification and verification of concurrent systems including sequential systems and manufacturing systems. To deal with systems whose time issues become fundamental, different time Petri nets extensions have been developed in the literature, each one being dependent on the application considered. For the time critical systems, their correctness depends not only on the logic correctness but also on the time constraints. Timing issues are essential. In this paper, a new method of analysis and control for P-time Petri nets is proposed. It is based on the firing instant notion and exploits a constraint graph approach.     

自动制造系统中的迭代式死锁预防策略

为解决自动制造系统中的死锁问题,提出一种将混合整数规划算法和Petri网相结合的迭代式预防策略。在该策略中,混合整数规划算法中的0／1变量用来表示Petri网模型中的库所和变迁是否与一个最大的可被清空的信标相关。由于从一个最大的可被清空的信标中可以容易地计算出一个严格极小信标,就可以在不遍历所有的严格极小信标的情况下,直接求得一组基本信标,从而大大地降低了策略的时间算法复杂度。同时,控制该组基本信标可以确保目标系统具有简单的控制器结构和尽可能多的许可行为。实验结果表明了该控制策略的有效性和高效性。     

Discrete event control system design using automation Petri nets and their ladder diagram implementation

As automated manufacturing systems become more complex, the need for an effective design tool to produce both high-level discrete event control systems (DECS) and low-level implementations becomes more important. Petri nets represent the most effective method for both the design and implementation of DECSs. In this paper, automation Petri nets (APN) are introduced to provide a new method for the design and implementation of DECSs. The APN is particularly well suited to multiproduct systems and provides a more effective solution than Grafcet in this context. Since ordinary Petri nets do not deal with sensors and actuators of DECSs, the Petri net concepts are extended, by including actions and sensor readings as formal structures within the APN. Moreover, enabling and inhibitor arcs, which can enable or disable transitions through the use of leading-edge, falling-edge and level of markings, are also introduced. In this paper, the methodology is explained by considering a fundamental APN structure. The conversion of APNs into the IEC1131-3 ladder diagrams (LD) for implementation on a PLC is also explained by using the token passing logic (TPL) concept. Finally, an illustrative example of how APNs can be applied to a discrete manufacturing problem is described in detail.     

Performance evaluation of AVS/RS under various design scenarios: a case study

In this study, performance evaluation of an autonomous vehicle storage and retrieval system (AVS/RS) is completed under various pre-defined design scenarios. Design scenarios are considered based on the rack configuration of the warehouse, namely the number of aisles, bays, and tiers, number of autonomous vehicles (AVs), and number of lifts. The system is simulated using ARENA 12—a commercial software. Seven performance measures are observed from the simulation results. These are: the average cycle time, average utilization of the AVs, average utilization of the lifts, average waiting time in the AVs’ queue, average waiting time in the lifts’ queue, average number of transactions waiting in the AVs’ queue, and average number of transactions waiting in the lifts’ queue. Total cost of the system is also integrated into the analysis. The results are analyzed via graphs. Various design options and their costs facilitate the evaluation of the best design for the warehouse manager. The case study is completed for a company that utilizes AVS/RS in France.