工程机械机群多主体系统基于Petri网的混杂控制研究

论文摘要

发展工程机械机群智能化的重要意义在于利用高新技术提升工程机械的制造水平和国家重点建设项目的施工水平,从而提高我国工程机械产业的市场竞争力和国产施工设备的装备水平。本文针对当前公路施工中存在的摊铺机、压路机、拌和机等设备配置不够合理,物料断流或积压时有发生及生产率低下和劳动强度大等急需解决的问题,将人工智能领域的最新成果——多智能主体技术应用于在高等级路面上施工的工程机械机群的智能化中,并应用Petri网方法重点研究了机群多智能主体系统的物料供应链和施工过程混杂控制的建模问题。具体如下: 1.为了简化系统设计和降低系统的最终成本,采用将中央控制与分布式控制相结合的方法建立了路面施工机械机群的多智能主体混杂分层式结构。该结构在提高系统灵活性、鲁棒性的同时,也保证了系统的反应速度和不过于增加系统的复杂性。2.由于多智能主体技术放松了对集中式、规划、顺序控制的限制,提供了分散控制、应急和并行处理,本文针对基于多智能主体的机群工作流的异步性和并发性采用Petri网技术通过直观、形象的图形,对并行、异步、分布、并发的机群工作流进行了建模分析和动态模拟,并提出了机群的优化配置和动态调度的控制策略。3.建立了路面施工机群施工过程混杂控制理论的微分Petri网调度模型,设定了控制过程中的离散控制事件和连续控制变量,并设计了控制规则。总之,本文应用多智能主体技术、Petri网建模方法和混杂控制理论对机群的系统结构、物料供应链以及施工控制过程进行了研究,从而为机群智能化系统进一步的详细设计奠定了良好的基础。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 工程机械智能化的研究现状
• 1.1.1 工程机械智能化研究的背景和意义
• 1.1.2 国外研究现状
• 1.1.3 国内研究现状
• 1.2 多智能主体技术研究现状
• 1.3 混杂控制研究的历史与现状
• 1.3.1 混杂控制研究的起源
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.4 Petri 网研究与应用的历史与现状
• 1.5 论文的工作和内容安排
• 第二章 工程机械机群智能化的多智能主体系统
• 2.1 前言
• 2.2 多智能主体系统简介
• 2.2.1 主体的产生及其概念
• 2.2.2 多主体系统
• 2.3 基于多智能主体系统的混杂分层式机群系统结构
• 2.3.1 系统应用环境
• 2.3.2 机群系统中的多智能主体系统结构
• 2.4 筑路机械机群智能化系统实现的关键问题
• 2.4.1 多智能主体机群系统的实现
• 2.4.2 各单机智能主体的实现
• 2.5 机群多主体系统结构的混杂特征
• 第三章Petri 网理论与应用
• 3.1 前言
• 3.2 Petri 网的描述及定义
• 3.3 Petri 网的性质
• 3.4 Petri 网的扩展和应用
• 3.4.1 有色 Petri 网
• 3.4.2 含时 Petri 网
• 3.4.3 随机 Petri 网
• 3.4.4 微分 Petri 网
• 3.5 Petri 网的分析方法
• 第四章 工程机械机群物料供应链Petri 网模型的研究
• 4.1 前言
• 4.2 施工过程中的物料供应链
• 4.3 基于 Petri 网的工程机械机群物料供应链模型
• 系统机群工作流的建模'>4.3.1 基于P/T_系统机群工作流的建模
• 4.3.2 基于CPN（有色网） 机群工作流的建模
• 第五章 基于微分Petri 网工程机械机群混杂调度系统研究
• 5.1 前言
• 5.2 Petri 网在混杂过程中的应用
• 5.3 微分Petri网的定义及其与混杂系统的对应关系
• 5.3.1 微分Petri 网定义
• 5.3.2 微分Petri 网与混杂系统的对应关系
• 5.4 机群施工过程微分 Petri 网的建模
• 5.4.1 机群混杂施工过程概述
• 5.4.2 机群施工过程分块建模
• 5.4.3 机群施工过程整体建模
• 5.5 阈值a 和b 的确定
• 第六章 总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢