多站点可移动拾取CSPS系统的优化控制研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanmei01
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现代生产制造业中,传送带给料加工站(Conveyor-Serviced Production Station,CSPS)是一类由生产加工站组成的生产线系统,具有卸载和加工工件的作用。在实际生产中,单个站点的生产线难以满足大规模生产的要求,因此需要在传送带上配备多个加工站点,称为多站点CSPS系统。为提高生产线的加工率和站点负载率,降低运行成本,需要研究CSPS系统的最优控制问题,合理选择控制策略。与传统CSPS系统的固定点拾取方式相比,移动拾取方式可直接在机械臂工作区间内进行拾取,不用等待工件的到达,系统运行周期更短。论文将移动捡取卸载方式应用到多站点CSPS系统中,研究一种多站点可移动拾取式CSPS系统。考虑到上游站点的决策影响下游站点的运行,难以建立系统Markov模型进行最优策略的理论求解,因此,论文对系统建立强化学习模型,将缓冲库剩余量和机械臂状态作为站点的联合状态变量,前视距离为控制变量。然后采用Wolf-PHC算法求解各站点的最优策略,仿真分析了延时时间、系统参数变化以及末端站点代价处理方式对系统性能的影响,结果验证了该算法能够有效提高系统的处理率。此外,论文研究了集中控制方式在系统中的应用,将任意站点的决策时刻设定为系统的状态转移时刻,同时引入深度Q网络(Deep Q-Network,DQN)算法寻找系统最优策略。实验结果表明,DQN算法能提高系统处理率,降低系统平均代价。与Wolf-PHC算法相比,DQN算法对于提高负载均衡度的效果更好。
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