绿色制造系统能耗建模及仿真研究

发布时间：2017-09-11 00:40

  本文关键词：绿色制造系统能耗建模及仿真研究

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【摘要】：能源已经成为21世纪未来经济增长最基础的资源之一。对能源的大量消耗以及能源供应的不足，导致了日益加剧的能源危机。以制造系统为核心的制造业在创造巨大财富的同时，也已成为能源消耗大户。因此，如何节约能源、提高制造系统能源利用效率是制约我国制造业可持续发展的关键问题。 本文以国家863高技术发展计划，国家自然科学基金和武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室开放基金为依托，以绿色制造系统为研究对象，运用绿色制造、系统工程、建模仿真等学科理论，结合能源统计与计算类国家标准，建立系统的能源消耗模型，并结合相应仿真软件，，实现对系统能源消耗过程的定量分析。 首先，介绍了绿色制造系统，并分析了系统能源消耗特点；接下来，以设备为研究对象，结合离散事件系统规范(Discrete Event System Specification, DEVS)理论和输入输出模型，建立基于系统理论形式化的设备能耗模型；然后，在构建设备能耗模型的基础上，以工作站为基本能耗单元，建立系统能耗模型；最后，以绿色制造系统为分析对象，将所建立的能耗模型及仿真方法进行了实践验证和应用研究，并详细介绍了建模、仿真及结果分析等过程。
【关键词】：绿色制造 制造系统 能耗模型 CD++仿真
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 课题研究目的和意义12-13
• 1.4 课题来源和研究内容结构13-15
• 1.4.1 课题来源13
• 1.4.2 研究内容结构13-15
• 第2章 绿色制造系统及其能耗分析15-20
• 2.1 绿色制造系统15-18
• 2.1.1 绿色制造的集成特性15-16
• 2.1.2 绿色制造系统的体系结构16-17
• 2.1.3 绿色制造系统的功能分析17-18
• 2.2 绿色制造系统能耗分析18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第3章 基于系统理论形式化的设备能耗模型的构建20-29
• 3.1 离散事件系统规范简介20-22
• 3.1.1 DEVS 原子模型21
• 3.1.2 DEVS 耦合模型21-22
• 3.1.3 并行 DEVS 原子模型22
• 3.2 设备能耗模型的构建22-26
• 3.2.1 设备 DEVS 模型的定义23-25
• 3.2.2 DEVS 原子模型行为描述25-26
• 3.3 设备能耗模型中能耗函数的确定方法26-28
• 3.3.1 理论推导公式26-27
• 3.3.2 经验公式27
• 3.3.3 实验法27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第4章 绿色制造系统能耗模型的构建29-38
• 4.1 工作站(WS)模型的定义29-30
• 4.2 原子模型的构建30-36
• 4.2.1 上游接口(upstream)模型30-33
• 4.2.2 设备(machine)模型33
• 4.2.3 下游接口(downstream)模型33-36
• 4.3 WS 耦合模型的构建36-37
• 4.3.1 WS 的 DEVS 耦合模型的定义36-37
• 4.3.2 DEVS 耦合模型行为描述37
• 4.4 本章小结37-38
• 第5章 基于 CD++的系统能耗模型仿真38-58
• 5.1 案例问题描述38-39
• 5.2 CD++仿真软件介绍39-40
• 5.3 系统模型仿真实现40-49
• 5.3.1 设备模型的关键代码设计41-44
• 5.3.2 WS 关键代码设计44-46
• 5.3.3 系统模型46-49
• 5.4 仿真程序及其结果分析49-58
• 5.4.1 WS 仿真结果50-53
• 5.4.2 系统仿真结果53-58
• 第6章 结论与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文64-65
• 附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目65-66
• 附录 3 模型源代码66-74
• 详细摘要74-77

【参考文献】

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本文编号：827637