基于复合功能块的制造单元控制系统

为了使制造单元控制系统具有开放性、互操作性和可重构性等特性,以IEC61499功能块标准为基础,提出了适应实时动态重构的通用VMD复合功能块模型,并以其为核心构建了基于复合功能块的混合控制体系结构.在此基础上,结合IEC61499功能块标准,提出了基于Web Services和MMS的控制软件体系结构,采用面向对象的统一建模语言对系统进行了设计.通过开发和测试原型系统,验证了设计方法的可行性,并证实了基于复合功能块开发的控制系统具有低复杂性、动态重构性和可重用性等特点.     

用功能块适配器集成UML-RT组件和功能块

复杂控制系统常用UML来建模,而分布式控制系统又通常以功能块来构建,文中研究了用于连接UML-RT封装体和IEC 61499功能块的模型元件:功能块适配器.通过一个实际制造系统局部功能的应用实例,描述了功能块适配器的概念、结构及接口,给出了用功能块适配器语言定义的操作的示例.     

基于VMD改进算法的气体管道泄漏检测

为提取气体管道声波信号中的泄漏成分并进行重构,提出一种结合VMD( VMD: Variational Mode Decomposition) 和误差能量算法的特征提取方法。该方法首先利用油气管道泄漏检测系统模拟气体管道的微小泄漏,并采集泄漏声波信号; 然后利用VMD 算法将采集到的泄漏声波信号分解为一系列带宽受限的固有模态;随后,使用误差能量算法选择有效模态; 最后,利用有效模态进行信号重构。通过仿真分析发现,该改进算法可以提取有效模态,利用该方法处理气体管道微小泄漏声波信号,能有效滤除噪声并重构原始信号。     

一种进程网络中的死锁检测算法

卡恩进程网络(KPN)是一种应用于数据流建模的模型.由于理想的KPN需要无限制容量的用于通信的管道,而这种要求用计算机是无法实现的,所以T. M. Parks提出了一种有界调度策略.然而,这种有界调度又会导致一种理想KPN里不存在的假死锁,即由于写阻塞导致的死锁.针对PN中存在的假死锁,提出一种消息复杂度为O(n)的死锁检测算法DRAP,该算法能找到当前死锁的瓶颈所在,通过增加瓶颈管道的容量来解除死锁.     

网络化制造平台可重构控制系统研究

从网络化制造平台体系框架的需求出发，提出了网络化制造平台的体系结构，由此引出了网络化制造平台的可重构问题，针对这种需求构建出了网络化制造平台可重构控制系统，分析了设计思路。分别论述了可重构控制系统组成部分(即服务注册和管理机制、应用流程配置模型、应用流程执行的驱动机制)的建模设计，简要展示了该系统的运行过程。     

复杂工业系统的广义知识模型与智能建模

分析了复杂工业系统与传统系统的不同,指出了复杂工业系统广义知识模型与智能建模的必要性和紧迫性;研究了复杂工业系统的现场数据检测与信息融合、建模、控制、管理与决策及运行状态等特征,提出了实现复杂工业系统的广义知识模型描述、模型化原则,并从数值模型描述、符号(语言)模型的描述、人类专家自然语言符号描述3个方面,给出了多层智能建模的具体方法和策略;介绍了多种智能技术在广义知识模型和智能建模中的应用,研究了复杂工业系统的多层广义知识描述与智能建模方法的综合应用以及复杂工业过程的智能协调控制系统结构.     

柔性制造系统中OPN模型的建立

针对敏捷制造单元的特点,提出了一种面向对象的知识Petri网的建模方法。一方面,此方法建 立的实时控制模型可采用数学分析手段进行模型的死锁分析,另一方面,此方法将控制/决策知识融入到面 向对象Petri网中,使控制系统具有一定的智能性。     

面向并发程序的重构一致性检测方法

针对并发软件重构后可能带来的行为不一致问题,提出了一种重构一致性检测方法,该方法使用控制流分析和数据流分析检测重构前后的变化,使用同步依赖分析检测重构前后同步依赖关系的变化.针对对象重用性、静态共享字段、死锁3种典型的引起并发错误的情况,设计了3种检测算法对重构前后程序的不一致性进行检测.依据该方法,在WALA软件分析框架下实现了一个原型检测工具.在实验中,使用该工具在SPECjbb2005和HSQLDB测试程序上进行了验证,并与Schafer等提出的方法进行比较,实验结果表明,该方法能够有效地发现并发软件重构的不一致行为.     

整体式半导体自动物料搬运系统解死锁算法

为了有效地解决300mm晶圆制造中整体式自动物料搬运系统的设备缓冲约束引起死锁的问题,构建了基于图论的两阶段解死锁算法.首先对问题域进行了形式化描述,在此基础上,证明了死锁产生和解除的充分条件,以关键设备死锁解除时间最小化为目标,建立了数学规划模型,并构造了解死锁算法.该启发式算法使用存储柜转存晶圆批来释放死锁的小车资源,并应用图论理论构造了多个并行路径来解除死锁.最后,对算法进行了仿真实验,结果表明该算法能有效求解设备缓冲约束引起的死锁问题.与其他解死锁方法相比,上述算法能有效减少解死锁时间,提高了关键设备的可用率.     

基于R-OPN的集装箱码头物流系统建模与分析

针对集装箱码头物流系统(Container Terminal Logistics System,CTLS)建模存在的问题,通过分析CTLS的结构和行为特点,提出了基于规则的面向对象Petri网(Rule-based Object-oriented Petri Net,R-OPN)的建模方法.该方法在对象子网和门变迁中融入决策规则,建立了CTLS系统动态行为和调度控制模型,简洁明了地描述了系统状态和决策规则之间的关系.在此模型的基础上,分析了模型的结构特性(死锁,冲突等),并提出了解决冲突的决策规则,为CTLS的设计、分析、调度与仿真提供了有效的工具.