【摘 要】
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柔性制造系统(FMS)是一种高度自动化的制造系统,代表着制造系统的发展方向.作为FMS核心部件的运行控制软件,对FMS的性能起着决定性的作用.本文探讨用建模和仿真的方法研究FMS
【出 处】
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哈尔滨工业大学(深圳) 哈尔滨工业大学
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柔性制造系统(FMS)是一种高度自动化的制造系统,代表着制造系统的发展方向.作为FMS核心部件的运行控制软件,对FMS的性能起着决定性的作用.本文探讨用建模和仿真的方法研究FMS系统设计的正确性及控制软件编写的方法.本文首先讨论了FMS控制结构的三种发展历程,通过对集中控制、递阶控制和协同控制的比较并结合目前工业生产中的应用,确定本课题的研究对象——固高公司小型FMS采用递阶控制结构,并对FMS的硬件组成以及系统的功能和布局进行了介绍.为了对FMS建模和仿真,引入面向对象Petri网(OPN)理论.首先从基本Petri网入手,阐述了Petri网用于FMS建模的机理并给出了形式化定义.为了扩展Petri网对模型的描述能力,引入了面向对象机制,将基本Petri网扩展为OPN.最后介绍了OPN在FMS建模中应用的五个性质:可达性、活性、守恒性、有界性和安全性.利用OPN理论对FMS建模,首先按照面向对象的观点将整个系统划分为立体仓库类、输送线类、机器人类和机床类.在FMS静态分析阶段,确定了将类对象映射为OPN模型的规则并建立了类对象的OPN模型;在动态分析阶段确定了将类对象转化为对象通信网(OCN)模型的转化规则,并利用不变量分析法验证了所得的OCN模型的正确性.最后确定了将FMS类对象的OPN模型转化为统一建模语言(UML)结构图和状态图的规则,并以机床类对象为例,利用该规则编写了机床控制软件框架.单元控制器处理FMS中的所有消息,而这些消息可以利用各个类对象OCN模型中的G变迁获得,因此本文给出了编写单元控制器软件的一种方法.最后利用VC语言编写了单机仿真软件.
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