基于仿真的FMS控制系统研究与开发

摘要

柔性制造系统(FMS)是当前制造业的一个重要发展方向，是正在迅速发展和应用的高新技术之一。本文建立了基于仿真的FMS递阶分布式控制系统体系结构。在利用面向对象思想对FMS实时控制系统进行功能分析、信息分析和动态分析的基础上，将仿真技术应用到FMS控制系统中，建立了基于仿真的FMS控制系统模型。该系统包括FMS控制层、单元控制层、设备控制层三层结构。FMS控制层是核心内容，主要用于完成系统的加工路线选择、资源分配、工件调度、监控加工过程、检测并修复故障、准备系统状态报告等任务。为此开发了基于仿真的FMS控制器，其工作过程为：仿真阶段，接收来自上层的生产计划进行仿真，并在仿真的基础上进行生产排序；控制阶段，根据排序的结果为各工件分配加工资源，并根据调度的时间发送控制命令，控制命令通过各层的传送最后完成对底层设备的控制。由于仿真系统在控制阶段能实时接收底层反馈回的状态信息，起到了实时监控的作用。最后针对实验室的SL-FMS，利用Flexsim和VC++软件进行了控制系统建模，实现了对系统的控制。另外，本文还研究了仿真调度问题，介绍并改进了基于虚拟队列的动态调度算法，并将其引入到系统中，验证了该算法的可行性。

目录

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致谢

1绪论

1.1柔性制造系统(FMS)概述及国内外发展状况

1.2 FMS的复杂性及其仿真的必要性

1.3 FMS控制系统发展现状

1.4课题的提出

1.5本文的主要研究内容

2基于仿真的FMS控制系统模型分析

2.1 FMS递阶分布式控制体系结构

2.2基于仿真的FMS控制系统

2.3面向对象的FMS控制系统分析

2.3.1面向对象的控制系统分析和建模方法

2.3.2 FMS控制系统分析

3基于仿真的FMS控制系统开发

3.1教学型SL-FMS系统介绍

3.2开发环境与开发工具简介

3.2.1硬件开发环境

3.2.2软件环境

3.3中央控制器的开发

3.3.1基于Flexsim的SL-FMS仿真建模

3.3.2基于Flexsim的控制模块的开发

3.4单元控制器的开发

3.5系统功能

4基于仿真的FMS动态调度

4.1仿真调度

4.2基于虚拟队列的动态调度算法

4.2.1虚拟工序与虚拟工序队列

4.2.2虚拟工序队列方法的特点

4.2.3基于虚拟工序的启发式FMS动态调度算法

4.3调度策略

4.4仿真调度实例

5结论

参考文献

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