分布式制造信息系统单元的Agent模型

建立分布式制造信息系统的多Agent系统模型时，要在对其功能需求进行分析的同时研究其控制需求．文中以柔性耦合自动机为工具建立各个单元的Agent抽象模型、计算结构和算法．在此基础上利用基于双向输出自动机的接口，以设备和原料仓的交互为例，研究了Agent之间的通信．结果表明，该模型可以同时对系统进行功能需求和控制需求分析，便于系统分析和设计．     

制造信息系统自组织过程与系统模型研究

为了研究制造信息系统自组织过程中的宏观相对稳定性与微观单元之间互作用的关系,提出了制造企业复杂信息系统自组织过程结构模型,建立了单元的自动机模型和单元的状态转换函数,以及单元之间交互的接口模型、单元之间的映射耦合函数以及单元属性的本体描述,建立了伺服约束函数模型,研究宏观序参量对单元自作用和互作用的伺服作用,并进行了系统仿真.该模型体系可以准确表述自组织过程、揭示自组织规律,分析制造信息系统静态功能结构和动态运行特性.     

Interaction of Units and Research Methods of Control Performances of Distributed Manufacturing Information System

In order to analyze the function demand of the distributed manufacturing information system as well as its control demand, and eliminate information ambiguity among system units to integrate semantics, the abstract Agent model and computational structure of each unit was presented based on flexible coupling automata. The autonomy of each unit was investigated in this foundation. The system unit was described using the Web Ontology Language （OWL） ontology. And the system semantics was also integrated. On these basics the communication among the system units was analyzed with an example of interaction between a machine and a warehouse. The control performances of information system units were investigated using Boolean matrix as a substitute for traditional process in RW theory, which reduced the computational complexity. This work established the foundation for the demand analysis, design and development of the distributed manufacture information system.     

一种分布式制造信息系统控制性能的研究方法

提出一种解决Ramadge-W onham监控理论在研究分布式制造信息系统控制性能时存在的形式语言的物理意义不直观、运算复杂且计算量大等问题的方法.该方法将信息单元的自然语言描述形式化,写出形式语言的文法,引入布尔矩阵约束,由该文法产生的信息单元自动机模型满足必要的控制性能要求.最后以某企业自动生产线中的装配机器人为例,应用该方法研究其自动机模型的控制性能.结果显示,该方法计算简单,形式语言的物理意义直观,值得在制造领域中推广.     

基于CEL法的柔性仿生机器鱼模型及巡游速度研究

为了研究柔性仿生机器鱼的设计参数(鱼体刚度、鱼体摆动频率、鱼体摆动幅值)对巡游速度的影响规律,并据此得出仿生机器鱼在达到较优巡游速度时的参数组合,文中首先根据耦合欧拉-拉格朗日(简称CEL)法的基本原理建立了柔性仿生机器鱼自主游动的流固耦合模型,然后通过正交试验得到不同组合的设计参数,并通过数值仿真模拟在不同参数组合下仿生机器鱼的巡游表现,最后根据仿真数据统计出各项设计参数对仿生机器鱼巡游速度的影响,并据此得到较优的参数组合。结果表明:CEL法能够考虑柔性仿生机器鱼在游动过程中的柔性变形,因而能够更加真实地反映实际情况中柔性仿生机器鱼的游动行为;在样本范围内,柔性仿生机器鱼模型的巡游速度随着鱼体刚度和鱼体摆动幅值的增加而呈现先增后减的趋势,随着鱼体摆动频率的增加呈现增加的趋势;在鱼体刚度(弹性模量)为30 MPa、鱼体摆动幅值为0.13倍体长、鱼体摆动频率为5.16 Hz时,柔性仿生机器鱼的巡游速度达到较高的水平。     

基于自动机的递阶型HDS模型接口设计及其在管控系统中的应用

为了建立制造的管控系统模型,在传统递阶型HDS模型的基础上提出新的模型框架,用双向输出有限自动机理论设计其接口,克服了传统模型不能反映系统的HDS特征及排斥RW控制理论的缺点.在简化的分布式制造管控系统模型设计中的应用,说明了它的实用性和通用性.     

仿生鲔科机器鱼的多机体协同推进效率优化

推进效率是水下潜器装备运行的核心问题,对机器装备的现实应用具有至关重要的影响.针对仿鲔科鱼类研制的机器鱼,根据鲔科鱼类波状运动特征,将机器鱼体离散为由鱼体、尾鳍、胸鳍等部分组成的多刚体系统,结合鱼体所受外力载荷,运用牛顿欧拉法建立了机器鱼动力学模型.基于该动力学模型,开展了以提高机器鱼的推进效率为目标的鱼体运动参数优化设计,以机器鱼的巡游效率为目标、以鱼体各机体的运动参数为优化设计变量、选用遗传算法为优化算法,进行参数匹配优化;通过优化实现了机器鱼尾鳍、鱼体及胸鳍的多机体协同,提高了机器鱼的推进效率.针对优化匹配设计结果,进一步开展了机器鱼的运动学数值模拟仿真,结果表明机器鱼的巡游速度在数值上为鱼体长度的1. 415倍时,机器鱼的推进效率最高,其值达到最大值49. 9%.     

网络化制造信息系统的自组织

文中根据自组织理论和方法研究了网络化制造信息系统实现自组织的条件以及自组织实现的过程.为了研究网络化制造信息系统的宏观相对稳定性与微观单元互作用之间的关系,并揭示其自组织的本质,建立了伺服约束函数模型,说明了宏观序参量对单元自作用和互作用的伺服作用.以某企业模具生产线的信息系统为例,将仿真结果与实际系统的运行情况进行比较,验证了文中所建模型的有效性.在制造企业进行信息化建设时,文中构建的模型可用来对未来建造的信息系统进行分析、规划、优化和设计,能够大大提高信息系统实施的速度和质量.