基于MAS的分布式制造系统动态控制元结构的研究

摘要

本论文的目标是利用多Agent理论、形式语言与自动机、离散事件动态系统RW理论等知识，研究出一套既能满足功能需求又能满足控制需求，并将两者紧密结合起来的方法，使所构建的系统具有优化集成、快速重组、动态调度等特点。该研究具有重要的理论和实际应用意义。　　 本论文首先采取MAS对分布式制造信息系统进行逻辑建模，按照功能需求把系统分为多个Agent。以动态控制元结构作为子系统，根据实用要求提出一些连接条件和连接方法，进行层次组合和串联结构扩展，并论证扩展后的系统的控制特性，同时提取了动态控制元结构构建系统的规则。最后在上述设计思想基础上，以瓷砖分布式制造作为系统原型，选取设备单元为动态控制元结构，构建了系统模型，并用Matlab/StateFlow对整个系统构建和运行全过程进行仿真，仿真结果验证了我们的研究的可行性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1论文研究的背景

1.1.1分布式制造系统

1.1.2控制结构的发展历程及其在分布式制造中作用

1.2动态控制结构国内外研究现状

1.3研究意义及主要内容

1.3.1动态控制元结构在分布式制造中的意义

1.3.2研究目标与主要内容

第二章DEDS的数学基础及Agent建模思想

2.1离散事件动态系统理论

2.2形式语言与自动机

2.2.1形式语言

2.2.2有限状态自动机(Finite State Machine)

2.2.3受控自动机和监控器

2.3 Agent及其功能

2.3.1 Agent定义

2.3.2 Agent的特性及分类

2.3.3 Agent体系结构及功能描述

2.4多Agent系统(Multi-Agent Systems，MAS)

2.4.1多Agent系统的研究前景及特性

2.4.2多Agent的结构及类型

2.5本章小结

第三章分布式制造动态控制元结构的研究

3.1现代分布式制造信息系统的框架

3.2基于多Agent的分布式制造系统框架

3.3具有内部状态的Agent模型及计算结构

3.4动态控制元结构的提出

3.5动态控制元结构的研究

3.5.1建模方法

3.5.2动态控制元结构的有限状态自动机模型

3.6动态控制元结构控制性能的证明

3.6.1 Gc无阻塞的证明

3.6.2能控性的证明

3.6.3监控器存在性证明

3.6.4控制一致性

3.7动态控制元结构扩展结构及控制特性

3.8动态控制元结构模块化及连接

3.9应用示例

3.10规则提取

3.11本章小结

第四章分布式制造系统的原型构建

4.1引言

4.2基于MAS的瓷砖分布式制造系统

4.3子系统的MAS模型

4.4动态控制元结构Agent及其扩展

4.4.1动态控制元结构Agent

4.4.2动态控制元结构扩展

4.5系统运行保障体系

4.6本章小结

第五章仿真实验

5.1实验目的

5.2 StateFlow复杂系统仿真环境

5.3实验系统的设计

5.3.1系统描述

5.3.2仿真模型

5.3.3仿真结果

5.4本章小结

论文总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

独创性声明

致谢