一种针对具有装配操作的自动制造系统的分布式控制方法_3

文档序号:9396264阅读:来源:国知局
达其所在平 行进程中的一个子关键库所,并且剩余的每一个平行进程中都存在一个托肯,能够从其当 前位置到达其所在平行进程中的一个子关键库所,那么进一步判断这些托肯经过装配操作 组合而成的托肯,能否在其他托肯都静止的情况下,能够到达距离其最近的全局关键库所, 若能,变迀tm能被使能,T CN= T CN+{tm},m = m+Ι,进行步骤6);否则,m = m+Ι,进行步骤6);
[0059] 所述步骤4)的具体过程为:
[0060] 给定一组托肯丨~,Oa……,%},该组托肯分别表示托肯?位于不同平 行进程中的η个子部件,并且力^表示从到达的其中一个操作库所中所选择的托肯,
A,iV,义分别表示位于第^个,第」2个……第九个平行进程中的托肯,η表示 平行进程的个数;
[0061] 4. 1)给定局部关键库所的集合 其中,ζ表示该集合中所含有的局部关键库所的个数,并且V ? e ,
分别表示位于第i个,j 2 个,……,jn个平行进程中的子关键库所,Nz= {1,2……z};
[0062] 4. 2)初始化1 = 1,其中,1表示一个计数变量; CN 105116795 A 说明书 7/9 页
[0063] 4.3)从集合中选择局部关键库颅 ,进行 步骤4. 4);
[0064] 4. 4)判断在其他托肯都静止的情况下,是否有足够的资源支持所选择的托肯% 从其当前位置移动到第J1个平行进程中的子关键库所,若能,判断当所选择的托肯0Zt 位于子关键库所,并且在其他托肯都静止的情况下,第j2个平行进程中是否存在一个 托肯%能够从其当前位置前进到第j2个平行进程中的子关键库所若能,判断当所 选择的托肯^^位于子关键库所,第j2个平行进程中所选择的托肯£^2位于子关键库所 ,并且在其他托肯都静止的情况下,第」3个平行进程是否存在一个托肯0?能够从其当 前位置前进到第j3个平行进程中的子关键库所若能,再以类似的方法判断第j4个平 行进程;以此类推,直到遍历完所有的平行进程;
[0065] 若满足上述条件,进行步骤4. 6);否则,1 = 1+1,进行步骤4. 5);
[0066] 4. 5)当I < z时,进行步骤4. 3),否贝lj,m = m+Ι,进行步骤6);
[0067] 4. 6)判断所选择的托肯与其他各个平行进程中所选择的托肯经过装配操作所合 成的托肯能否在其他托肯都静止的情况下,前进到距离其所在的标志图模块最近的全局关 键库所;若能,变迀1^能被使能,并且TeN= T eN+{tm},m = m+Ι,进行步骤6);否则,m = m+1, 进行步骤6)。
[0068] 5)判断在其他托肯都静止的情况下,所选择的托肯能否从其当前位置移动到离它 最近的全局关键库所,若能,变迀1^能被使能,并且T CN= TCN+{tm},m = m+Ι,进行步骤6); 否则,m = m+l,进行步骤6);
[0069] 6)当m < k,进行步骤3);
[0070] 7)当Ten中的所有变迀都检测完毕,最终输出的T CN即为在状态状态M下,保证系 统无死锁运行的变迀的集合;激发其中的任意变迀,得到新的状态,根据步骤1)-步骤6), 判定该状态下能够保证系统无死锁运行的变迀的集合;如此反复,最终得到保证系统无死 锁运行的发射序列。
[0071 ] 下面通过一个实例进行详细说明。
[0072] 参见图1,图1即为具有装配操作的Petri网模型,称为Feedback Augmented Marked Graph,简称F-AMG。每一个F-AMG由多个进程类型组成,记为J = IJj, j e Νκ}。
[0073] 定义6 :-个F-AMG是一个强连接的,普通的,纯净的Petri网N = (P,T,F,W),其 中,N代表一个具有Petri网结构的模型,P代表该模型中的库所,T代表模型中的变迀,F 代表变迀和库所之间的连接关系,W代表变迀和库所之间的连接弧的弧权值。
[0074] 1)P = PbU PeUPaUPr:
[0075] a)PB,PE,PA,Pr分别称为开始库所、结束库所、操作库所和资源库所;
K},表示进程的种类数,以图1为例,共有两个进程类型,分别为{Pl,ti,p2, t2, p3, t3, p4, t4, p5,p6,t5,p7,t6},{p 8,t7,p9,t8,p10,t 9,pn,t10,p12,p13,t n,p14,t12};
[0078] d)PR= {ri,i e NJ ;其中,Nl= {1,2,…,L},表示资源的种类数,以图I为例, 共有3种资源类型,分别为:Γι (p15),r2 (p16),r3 (p17);
Γ门7} = 0,变迀Q代表开始新一轮的加工制造,以图i为例,Li=Z6,k = i12 ;
[0080] 3)对于每一个i e Νκ,子网

是一个强连接的标识图,除了 每一个回路包含%,Pft 和%。
[0081] 以图1为例,其中有两个进程组成,分别为J1= {p pPyPpPzpPyPe.P·/},J2= {p 8, Pe),Pio,Pii,Pi;!,Pi;5,PiJ。在进程Ji中,{P3,PJ和{P4,P(J分别组成了两个平行子进程,其中 平行进程{p3, p5}所对应的子关键库所Sp5,平行进程{p4, Pj所对应的子关键库所为p6, 由此可以得到局部关键库所<p5,p6>;同理,在进程1中,{p1D,P 12}和{pn,p13}分别组成了 两个平行子进程,其中平行进程{p1(],p12}所对应的子关键库所为P12,平行进程{p n,p13}对 应的子关键库所为P13,由此可以得到局部关键库所<P12, P13>。
[0082] 为了进一步得到全局关键库所,应当按照本发明前面提到的化简规则,将图化简 成图2的形式,其中图2中PfM是{p 3, p5, p4, p6}化简后生成的虚拟库所,Pm是{p 1Q,p12,Pll,P13}化简后生成的虚拟库所,根据全局库所的定义,可以得到化简后的进程1中的全局 关键库所{口1,口&1,口7},化简后的进程]2中的全局关键库所{口8,口《。2,口14}。
[0083] 由于本发明是动态并且实时地产生事件发生序列,不难看出,该序列不唯一,不同 的搜素顺序将会导致不同的事件序列。根据本发明的分布式控制方法,可以得到其中一条 发射序列σ,能够保证系统无死锁地运行,σ = <t7, tp ts,t9, t2, t3, t1Q,tn,t4, t5, t7, tp 七8,t9,t2, t3, t1〇, t6,t12〉。
[0084] 本发明具有以下优点:
[0085] I.本发明是针对具有装配操作这种结构特点的系统所提出的一种分布式控制方 法,这就意味着,和原有的针对具有柔性制造结构特点的系统所提出分布式控制方法相比, 该方法所产生的结论更具有一般性,是对原有结论的进一步延伸,使得该方法能够容易地 扩展到更为复杂的自动化制造系统中去。例如,本发明所提出的分布式控制方法,其实现的 一个核心关键点在于确定系统的关键库所,在论文《Distributed Supervisor Synthesis for Automated Manufacturing Systems Using Petri Nets》里,给出了关键库所的定 义,然而,其对关键库所的定义方式在具有装配操作这种结构特点的系统里不再适用,这 是由于在具有装配操作这种结构的系统里,要考虑到各个装配进程之间的同步性。基于 这个特点,本发明延伸出了子关键库所,局部关键库所以及全局关键库所的定义,而论文 《Distributed Supervisor S
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