类生物化制造系统自组织运作与自适应控制 理论、模型与方法PDF格式文档图书下载

第1章 智能制造系统研究进展 1

1.1制造系统发展趋势 1

1.2制造系统中的控制模式 2

1.2.1制造系统控制模式的主要研究内容 3

1.2.2制造系统控制模式分类 5

1.2.3制造控制系统面临的问题 7

1.3智能制造系统 8

1.3.1多智能体制造系统 8

1.3.2 Holonic制造系统 9

1.3.3分形制造系统 11

1.3.4生物型制造系统 11

1.3.5智能制造系统模式综合分析 14

1.4智能制造系统的协调机制 14

1.4.1协调的基本概念 15

1.4.2协调机制的分类 16

1.4.3协调机制形式化描述方法 21

1.5类生物化制造系统的概念 21

1.6本章小结 24

参考文献 24

第2章 类生物化制造系统模型 31

2.1引言 31

2.2类生物化制造系统的生物学背景 31

2.2.1人体神经系统 32

2.2.2人体内分泌系统 33

2.2.3人体免疫系统 35

2.2.4人体神经—内分泌—免疫系统调节网络 36

2.3类生物化制造系统协调控制模型 39

2.3.1现代制造系统与有机生命系统之间的相似性 39

2.3.2类生物化制造系统协调控制模型 40

2.3.3类生物化制造系统协调控制模型的功能特点 44

2.4类生物化制造系统模型的形式化描述 45

2.4.1形式化描述的必要性 45

2.4.2类生物化制造系统的形式化定义和描述 46

2.4.3基于π演算的控制体系结构的形式化描述 47

2.5本章小结 50

参考文献 51

第3章 基于内分泌调节机制的改进型车间调度优化算法 53

3.1引言 53

3.2车间调度问题 54

3.2.1调度问题的描述及其分类 54

3.2.2车间调度问题的特点 55

3.2.3调度问题的研究方法 55

3.2.4现有调度方法存在的问题 58

3.3内分泌系统中激素调节规律 58

3.4基于内分泌激素调节的自适应遗传算法 60

3.4.1 Job-Shop调度模型 60

3.4.2基本遗传算法求解车间调度问题 61

3.4.3基于内分泌激素调节机制的自适应遗传算法 63

3.4.4参数选择范围讨论 65

3.4.5调度实例 65

3.4.6对比实验研究 69

3.5基于内分泌调节机制的IAPSO在PFSP调度问题中的应用研究 70

3.5.1研究现状 70

3.5.2置换流水车间调度问题 72

3.5.3求解PFSP的IAPSO算法 73

3.5.4实验仿真与结果分析 76

3.6本章小结 78

参考文献 79

第4章 基于神经内分泌协调机制的Job Shop动态重调度 82

4.1引言 82

4.2基于神经内分泌调节机制的动态重调度 82

4.2.1类生物化制造系统的组成 82

4.2.2动态重调度模型 83

4.3基于内分泌调节的资源分配机制 86

4.3.1生物的内分泌调节机制 86

4.3.2类生物化制造系统的内分泌调节模型 86

4.3.3类生物化制造系统的资源分配机制 87

4.4类生物化制造系统的动态重调度 90

4.4.1紧急订单的动态重调度 90

4.4.2机床故障的动态重调度 91

4.4.3生产延迟的动态重调度 92

4.5案例分析 94

4.5.1性能指标 95

4.5.2结果分析 95

4.6本章小结 97

参考文献 97

第5章 基于激素反应扩散原理的制造系统动态协调机制 99

5.1引言 99

5.2内分泌系统中激素反应扩散机制 99

5.2.1内分泌系统中激素反应扩散过程 99

5.2.2激素反应扩散机制模型 101

5.2.3激素反应扩散过程中的隐式协调机制 102

5.3制造系统中生产任务与资源协调优化模型 103

5.4基于激素反应扩散机制的“任务—资源”动态协调算法 104

5.4.1构建类生物化制造系统的激素信息 104

5.4.2激素容留环境的建立 105

5.4.3基于激素反应扩散机制的隐式协调算法 105

5.4.4突发事件动态处理策略 108

5.5应用分析 112

5.5.1制造任务协调优化 112

5.5.2突发事件动态协调 115

5.6本章小结 117

参考文献 117

第6章 基于激素调节原理的多AGV自组织运作 119

6.1引言 119

6.2多AGV区域控制模型 120

6.3基于DHMRCS的多AGV防碰撞及防死锁机制研究 121

6.3.1多AGV碰撞类型 121

6.3.2 DHM RCS模型 122

6.3.3基于DHMRCS的多AGV防碰撞及防死锁机制 123

6.4基于激素调节原理的多AGV调度系统建模 126

6.4.1激素调节规律 126

6.4.2调度过程中的时间参数 128

6.4.3基于激素调节原理的多AGV动态调度模型 129

6.4.4基于激素调节机制的运输任务分配和AGV调度机制 133

6.5仿真实验 134

6.5.1实验描述 134

6.5.2结果分析 135

6.6本章小结 139

参考文献 139

第7章 基于激素调控机制的生产控制模型与方法 141

7.1引言 141

7.2研究背景 141

7.3基于激素调控机制的类生物化制造系统自适应控制模型 143

7.3.1神经内分泌激素的调节原理 143

7.3.2激素调控理论 143

7.3.3类生物化制造系统层次模型 144

7.3.4基于控制理论的类生物化制造系统控制模型 145

7.3.5类生物制造系统自适应控制器性能仿真分析 151

7.4基于神经内分泌调节原理的在制品控制器优化设计 154

7.4.1神经内分泌系统的调节原理 154

7.4.2基于多重反馈机制的WIP库存优化控制模型 155

7.4.3应用实例 159

7.5本章小结 163

参考文献 163

第8章 基于人工免疫的制造系统监控技术 165

8.1引言 165

8.2监控系统与免疫系统的相似性 165

8.3制造系统免疫监控模型的构建 166

8.3.1制造系统的免疫监控模型 166

8.3.2免疫监控模型的运行机制 168

8.3.3免疫监控模型的算法实现流程 169

8.4制造系统免疫监控的功能模块分析 170

8.4.1制造系统扰动分析 170

8.4.2系统的免疫识别模块 171

8.4.3系统的免疫状态评估模块 172

8.4.4系统的免疫应答模块 177

8.4.5系统的免疫调节模块 182

8.5制造系统免疫监控示例 182

8.5.1免疫监控指标体系的构建 182

8.5.2系统中抗原的免疫识别 184

8.5.3系统的免疫状态评估 185

8.5.4系统对抗原的学习与记忆 190

8.5.5系统的免疫自适应调节 194

8.6本章小结 194

参考文献 194

第9章 原型系统仿真平台设计与开发 196

9.1引言 196

9.2原型系统硬件平台开发 197

9.2.1原型系统硬件平台体系结构 197

9.2.2原型系统类体液环境的设计 198

9.2.3原型系统硬件仿真实验平台 204

9.3原型系统软件系统开发 205

9.3.1软件系统架构 205

9.3.2软件系统功能组成 206

9.4原型系统运行实例 207

9.4.1类生物化制造系统调度实验 208

9.4.2基于激素隐式协调机制的适应性试验 210

9.4.3制造系统实验仿真平台的免疫监控 214

9.5本章小结 217

参考文献 217

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