柔性制造系统AGV动态调度模型与算法

发布时间：2017-09-09 02:44

  本文关键词：柔性制造系统AGV动态调度模型与算法

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【摘要】：随着计算机技术和自动化技术的飞速发展，柔性制造系统(FlexibleManufacturing System, FMS)作为现代化先进的生产模式也越来越受到企业的关注。物料储运系统是柔性制造系统的重要组成部分，自动导引车（Automated GuidedVehicle, AGV）凭借其高智能化、高柔性等优点成为FMS中物料储运系统的主要装卸、运输工具。目前，AGV已经广泛运用于工业、军事、交通运输、电子等领域,具有良好的环境适应能力，在实现物流信息化，降低物流成本、提高企业效益等方面发挥了巨大的作用。在国内外关于AGV路径规划和动态调度问题研究的基础上，本论文做了如下研究工作： （1）应用关联矩阵表示无环赋权有向图中节点与边的关系，提出结构特征向量、点向量、边向量的概念，将路径规划问题转换成0-1规划问题，在此基础上建立路径规划模型，然后利用遗传算法求解最优路径，对基于图的路径规划问题的求解具有一般适用性。 （2）针对简单赋权有向图提出基于距离矩阵的极小代数路径规划算法，该方法可以直接应用在基于简单赋权有向图的路径规划问题中。 （3）基于无环赋权有向图路径规划基本方法，分别研究FMS中的AGV动态调度与路径规划问题。对于单AGV系统，首先对所分配的任务采用遗传算法重新排序，然后进行路径设计，使AGV所走路径连贯且目标函数达到最优。对于多AGV系统，首先将所有任务按照AGV最大行驶时间最小的原则进行分组，再对每组所分配的任务重新排序以及路径设计，，使多AGV系统的目标函数值达到最优。最后利用时间窗方法解决AGV之间的避撞问题，为每台AGV规划出一条无冲突路径。 （4）结合前文提出的AGV路径规划和动态调度相关理论，使用C#编程语言，改进了AGV运行控制系统，并对其进行现场测试。
【关键词】：自动导引车 动态调度 路径规划 赋权有向图 关联矩阵
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH165
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题来源11
• 1.2 立题背景及研究意义11-12
• 1.3 柔性制造系统发展历程12-15
• 1.4 AGV 动态调度路与径规划研究现状15-18
• 1.5 本文主要研究工作18-19
• 第2章 无环赋权有向图路径规划模型与算法19-41
• 2.1 无环赋权有向图19
• 2.2 无约束路径规划问题19-21
• 2.3 有约束路径规划问题21-29
• 2.3.1 点约束路径规划22-24
• 2.3.2 边约束路径规划24-26
• 2.3.3 路径约束路径规划26-29
• 2.4 路径规划问题矩阵表达29-31
• 2.5 路径规划问题遗传算法求解31-38
• 2.5.1 路径的编码形式31-32
• 2.5.2 初始种群32-34
• 2.5.3 确定适应度函数34
• 2.5.4 选择算子34
• 2.5.5 交叉算子34-36
• 2.5.6 变异算子36-37
• 2.5.7 终止条件37
• 2.5.8 遗传算法流程图37-38
• 2.6 算法仿真分析38-40
• 2.7 本章小结40-41
• 第3章 简单赋权有向图路径规划代数求解算法41-51
• 3.1 简单赋权有向图41
• 3.2 简单图的路径规划问题41-43
• 3.4 简单赋权有向图最短路径极小代数求解算法43-47
• 3.4.1 极小代数及其运算规则43-44
• 3.4.2 简单赋权有向图矩阵表达44
• 3.4.3 路径规划问题代数算法44-47
• 3.4.4 次优路径求解方法47
• 3.5 算法实例分析47-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第4章 AGV 动态调度与路径规划研究51-69
• 4.1 AGV 运行环境51-53
• 4.2 AGV 任务描述53
• 4.3 单 AGV 动态调度与路径规划53-59
• 4.4 多 AGV 动态调度与路径规划59-61
• 4.5 多 AGV 调度中的资源冲突问题61-68
• 4.5.1 前置条件61
• 4.5.2 时间窗61-62
• 4.5.3 时间计算62-64
• 4.5.4 冲突类型64-65
• 4.5.5 冲突的检测与解决65-66
• 4.5.6 时间窗算法流程66-67
• 4.5.7 实时局部时间窗67-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第5章 AGV 控制系统实现与仿真69-79
• 5.1 开发环境69
• 5.2 AGV 调度系统模块69-74
• 5.2.1 电子地图模块69-70
• 5.2.2 系统通信模块70-71
• 5.2.3 路线管理模块71-72
• 5.2.4 订单管理模块72-73
• 5.2.5 AGV 远程控制模块73-74
• 5.3 系统仿真74-77
• 5.3.1 单 AGV 运行系统仿真75-76
• 5.3.2 多 AGV 运行系统仿真76-77
• 5.4 本章小结77-79
• 第6章 总结与展望79-81
• 参考文献81-85
• 在学期间研究成果85-87
• 致谢87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：817839