面向?qū)ο驪etri網(wǎng)在FMS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)(FMS)是一種高度自動(dòng)化的制造系統(tǒng),代表著制造系統(tǒng)的發(fā)展方向.作為FMS核心部件的運(yùn)行控制軟件,對(duì)FMS的性能起著決定性的作用.本文探討用建模和仿真的方法研究FMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性及控制軟件編寫(xiě)的方法.本文首先討論了FMS控制結(jié)構(gòu)的三種發(fā)展歷程,通過(guò)對(duì)集中控制、遞階控制和協(xié)同控制的比較并結(jié)合目前工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,確定本課題的研究對(duì)象——固高公司小型FMS采用遞階控制結(jié)構(gòu),并對(duì)FMS的硬件組成以及系統(tǒng)的功能和布局進(jìn)行了介紹.

2、為了對(duì)FMS建模和仿真,引入面向?qū)ο驪etri網(wǎng)(OPN)理論.首先從基本Petri網(wǎng)入手,闡述了Petri網(wǎng)用于FMS建模的機(jī)理并給出了形式化定義.為了擴(kuò)展Petri網(wǎng)對(duì)模型的描述能力,引入了面向?qū)ο髾C(jī)制,將基本Petri網(wǎng)擴(kuò)展為OPN.最后介紹了OPN在FMS建模中應(yīng)用的五個(gè)性質(zhì):可達(dá)性、活性、守恒性、有界性和安全性.利用OPN理論對(duì)FMS建模,首先按照面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)將整個(gè)系統(tǒng)劃分為立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)、輸送線類(lèi)、機(jī)器人類(lèi)和機(jī)床類(lèi).在FMS靜

3、態(tài)分析階段,確定了將類(lèi)對(duì)象映射為OPN模型的規(guī)則并建立了類(lèi)對(duì)象的OPN模型;在動(dòng)態(tài)分析階段確定了將類(lèi)對(duì)象轉(zhuǎn)化為對(duì)象通信網(wǎng)(OCN)模型的轉(zhuǎn)化規(guī)則,并利用不變量分析法驗(yàn)證了所得的OCN模型的正確性.最后確定了將FMS類(lèi)對(duì)象的OPN模型轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML)結(jié)構(gòu)圖和狀態(tài)圖的規(guī)則,并以機(jī)床類(lèi)對(duì)象為例,利用該規(guī)則編寫(xiě)了機(jī)床控制軟件框架.單元控制器處理FMS中的所有消息,而這些消息可以利用各個(gè)類(lèi)對(duì)象OCN模型中的G變遷獲得,因此本文給出了編