基于平行Petri网的制造系统调度与控制一体化方法 被引量：8

1

作者 李大成 罗继亮 +3 位作者 孙莎莎 聂维余 聂卓赟 方慧娟 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期845-856,共12页

为了消除制造系统调度层与控制层之间的隔阂,实现对生产事件快速灵活响应,本文提出了一种调度与控制一体化的方法.首先,定义了一种新型Petri网模型,即平行Petri网,从而集成地描述了传感器、执行器、任务和资源信息,构建制造系统的信息... 为了消除制造系统调度层与控制层之间的隔阂,实现对生产事件快速灵活响应,本文提出了一种调度与控制一体化的方法.首先,定义了一种新型Petri网模型,即平行Petri网,从而集成地描述了传感器、执行器、任务和资源信息,构建制造系统的信息物理系统模型;其次,提出了一种从平行Petri网到赋时Petri网的抽象简化方法,大规模压缩优化调度所需搜索的状态空间;再次,定义了策略Petri网以描述最优调度策略.最后,给出了平行Petri网与策略Petri网同步执行算法,使得平行Petri网与物理系统同步执行. 展开更多

关键词 调度 控制 平行Petri 网 赋时Petri 网

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基于执行器冲突预防的平行Petri网控制系统设计

2

作者 林鑫杰 罗继亮 +1 位作者 李旭航 叶剑虹 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期601-609,共9页

为了获得可靠安全的控制系统,提出一种执行器冲突预防的平行Petri网设计方法。利用智能体扩展了平行Petri网定义,并设计平行Petri网执行算法;给出Petri网3种基本模块的设计方法,将生产工艺转化为Petri网模型;设计了执行机构冲突预防算法... 为了获得可靠安全的控制系统,提出一种执行器冲突预防的平行Petri网设计方法。利用智能体扩展了平行Petri网定义,并设计平行Petri网执行算法;给出Petri网3种基本模块的设计方法,将生产工艺转化为Petri网模型;设计了执行机构冲突预防算法,通过添加控制库所避免Petri网进入冲突状态,得到无冲突的Petri网模型。最后,通过C语言和Twin CAT联合编程,在一个芯片检测系统上进行实验,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 PETRI网 离散事件系统 智能体 冲突预防

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基于Petri网和监督学习的机器人柔性流水车间调度方法

3

作者 李浚 罗继亮 +2 位作者 李旭航 伊思嘉 聂卓赟 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第5期1008-1016,共9页

机器人柔性流水车间的调度属于组合优化问题,涉及在指数增长的事件序列集合中寻找最优路径.为了借助机器学习和启发式搜索的优势,提高调度优化的求解质量和效率,本文提出了一种基于库所赋时Petri网和监督学习的启发式优化方法.首先,利... 机器人柔性流水车间的调度属于组合优化问题,涉及在指数增长的事件序列集合中寻找最优路径.为了借助机器学习和启发式搜索的优势,提高调度优化的求解质量和效率,本文提出了一种基于库所赋时Petri网和监督学习的启发式优化方法.首先,利用库所赋时Petri网的运行规律,设计了启发式数据集的生成算法;其次,设计库所赋时Petri网的全连接神经网络学习模型,从数据集中学习Petri网行为的启发式;再次,以全连接神经网络模型作为启发式函数,设计了库所赋时Petri网A∗和集束搜索算法;最后,以某机器人柔性流水车间为例,进行了系列数值实验.本文方法获得了该流水车间库所赋时Petri网的高精度启发式,其平均相对误差低于0.05%,基于该启发式的A∗和集束搜索算法均能快速求解给定任务的最优或近似最优的调度策略. 展开更多

关键词 库所赋时Petri网 全连接神经网络 启发式函数 机器人柔性流水车间

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逻辑控制器设计与离散事件系统监控理论 被引量：8

4

作者 罗继亮 邵辉 +1 位作者 吴维敏 苏宏业 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期86-91,共6页

物联网等通信技术将越来越多的控制元件集成起来,导致系统规模快速增长,逻辑控制规范也日益复杂,任何逻辑错误都可能造成重大事故和人身灾难,再加上"维数灾"问题,安全可靠的逻辑控制程序的设计和调试面临巨大的计算复杂性难题... 物联网等通信技术将越来越多的控制元件集成起来,导致系统规模快速增长,逻辑控制规范也日益复杂,任何逻辑错误都可能造成重大事故和人身灾难,再加上"维数灾"问题,安全可靠的逻辑控制程序的设计和调试面临巨大的计算复杂性难题.而离散事件系统监控理论旨在研究复杂控制规范的设计和实现问题,将连锁、互斥、字符串语言等复杂控制逻辑描述为自动机或Petri网,然后转换为可编程逻辑控制器或现场可编程门阵列上执行的程序代码.本文综述了现有的逻辑控制器的形式化设计方法,主要涉及如何利用监控理论(自动机或Petri网)来缩短程序开发周期、提高程序可重用性和确保程序可靠性和安全性等问题. 展开更多

关键词 可编程逻辑控制器 离散事件系统 现场可编程门阵列 监控理论

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热定型过程织物单位面积质量在线控制系统建模及其滞后补偿控制设计方案 被引量：1

5

作者 李平 王鹏兴 +2 位作者 梅小华 金福江 刘建宝 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1542-1550,共9页

设计热定型过程织物单位面积质量的在线控制系统,提出"质量转移"的建模思想,通过等效简化得出热定型织物单位面积质量与过程参数之间的对应关系,建立以单位面积质量在线控制系统定后单位面积质量为被控变量的过程模型,并基于... 设计热定型过程织物单位面积质量的在线控制系统,提出"质量转移"的建模思想,通过等效简化得出热定型织物单位面积质量与过程参数之间的对应关系,建立以单位面积质量在线控制系统定后单位面积质量为被控变量的过程模型,并基于实际生产数据验证模型的有效性。在此基础上,设计比值-Smith预估控制系统对热定型过程中存在的大滞后非线性进行补偿。研究结果表明:该方案能明显缩短单位面积质量控制系统的调节时间,提高控制的稳定性和精度。 展开更多

关键词 热定型过程 单位面积质量在线控制 系统建模 滞后补偿 比值-Smith预估控制

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面向混流晶圆比例的单臂组合设备自适应调度

6

作者 潘春荣 崔煜 +2 位作者 熊文清 周浩 罗继亮 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2906-2916,共11页

为解决混流加工使得晶圆的制造过程容易发生死锁和完工节点模糊的问题,以主流的全并行加工两种晶圆的单臂组合设备为研究对象,建立了Petri网模型描述系统运行过程,开发了控制策略以避免系统死锁;基于该Petri网模型分析了尽早加工调度策... 为解决混流加工使得晶圆的制造过程容易发生死锁和完工节点模糊的问题,以主流的全并行加工两种晶圆的单臂组合设备为研究对象,建立了Petri网模型描述系统运行过程,开发了控制策略以避免系统死锁;基于该Petri网模型分析了尽早加工调度策略运行下系统的调度时间特性,针对单个生产监控周期内共享模块品种切换的不同情形,确定了监控周期内机械手的动作循环序列;以晶圆产出比例为调度目标,开发了一种求解生产方案的自适应调度算法,通过调节共享模块加工晶圆的类型,使每个监控周期内的晶圆产出比例自适应地调整,不断地逼近期望的生产状态。通过实例验证了算法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 组合设备 产出比例 PETRI网 生产方案 自适应算法

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基于扩张状态观测器的迟滞非线性系统辨识 被引量：5

7

作者 刘瑞娟 聂卓赟 +2 位作者 邵辉 晏来成 郑义民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1970-1977,共8页

针对一类迟滞非线性系统提出一种参数辨识新方法。通过构造合适的周期输入信号,分析Bouc-Wen模型的积分特性,该特性在后续线性参数与迟滞参数辨识中起到重要作用。利用扩张状态观测器获得系统状态和等效扰动构造方程组,实现线性参数和... 针对一类迟滞非线性系统提出一种参数辨识新方法。通过构造合适的周期输入信号,分析Bouc-Wen模型的积分特性,该特性在后续线性参数与迟滞参数辨识中起到重要作用。利用扩张状态观测器获得系统状态和等效扰动构造方程组,实现线性参数和非线性参数的分离辨识,所有参数通过线性方程组求解得到。通过数值仿真验证了方法的有效性。最后,方法应用于一类压电系统的迟滞非线性模型辨识,所得模型能够很好地反应实际系统的特性。 展开更多

关键词 迟滞非线性系统 扩张状态观测器 参数辨识 扩张状态观测器

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区间长度可变的反向混沌优化算法 被引量：4

8

作者 傅文渊 李国刚 王燕琼 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期113-121,共9页

针对现有算法在大空间和高维度寻优存在效率较低的问题,提出一种区间长度可变的反向混沌优化算法,并证明了该算法以概率1收敛于全局最优解.算法采用区间长度可变的反向优化策略,利用反向优化方法增大算法进化过程的多样性,使优化的变量... 针对现有算法在大空间和高维度寻优存在效率较低的问题,提出一种区间长度可变的反向混沌优化算法,并证明了该算法以概率1收敛于全局最优解.算法采用区间长度可变的反向优化策略,利用反向优化方法增大算法进化过程的多样性,使优化的变量区间不断减小.同时,提出基于Fuch混沌映射的反向混沌优化策略增大算法逃逸局部极值的能力,以及两级优化策略提高算法执行后期的寻优精度.通过22个基准函数测试结果表明,本文提出的算法与改进的混沌优化算法以及其他智能优化算法相比,其搜索的综合性能要优于其他算法. 展开更多

关键词 混沌优化 区间长度可变 反向优化 混沌映射

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基于VxWorks的卫星姿态确定系统实验教学 被引量：1

9

作者 杨照华 魏列江 +1 位作者 冯柏晨 邵辉 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第2期45-49,共5页

提出一种基于VxWorks操作系统的仿真机和Matlab RTW的卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统,用来模拟卫星姿态确定系统的工作模式。利用Matlab建立卫星姿态动力学模型和多种姿态确定算法,在目标仿真机中模拟卫星的姿态动力学特性以... 提出一种基于VxWorks操作系统的仿真机和Matlab RTW的卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统,用来模拟卫星姿态确定系统的工作模式。利用Matlab建立卫星姿态动力学模型和多种姿态确定算法,在目标仿真机中模拟卫星的姿态动力学特性以及姿态传感器特性,通过与实际的姿态测量部件提取真实的器件误差以及电子学噪声,完成对微纳卫星的姿态确定的计算机仿真与半物理仿真。根据卫星姿态确定的精度结果,评价姿态确定方法的有效性。通过卫星姿态确定的实验教学,引导和发挥学生的主观能动性,培养学生创新能力。 展开更多

关键词 卫星动力学 姿态确定 半物理仿真 实时系统仿真

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基于自抗扰重复控制的压电驱动器高精度跟踪控制 被引量：13

10

作者 刘瑞娟 聂卓赟 +1 位作者 马亦婧 郑义民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期197-203,共7页

针对压电驱动器的高精度控制问题,提出一种自抗扰重复控制设计方法。首先,给出压电驱动系统的动力学模型;然后,在线性自抗扰控制(LADRC)中引入输出反馈积分控制器和一类插入式重复控制器,提出一种具有阶跃、斜坡和周期信号跟踪/抑制能... 针对压电驱动器的高精度控制问题,提出一种自抗扰重复控制设计方法。首先,给出压电驱动系统的动力学模型;然后,在线性自抗扰控制(LADRC)中引入输出反馈积分控制器和一类插入式重复控制器,提出一种具有阶跃、斜坡和周期信号跟踪/抑制能力的自抗扰重复控制策略。进一步,结合小增益定理,分析闭环系统的稳定性及控制系统的设计方法。最后,将所提方法应用于一类压电驱动系统,实验结果表明该方法与LADRC相比,能显著提升控制效果,且高精度跟踪/抑制多种外部信号。 展开更多

关键词 自抗扰 重复控制 压电驱动器 高精度跟踪

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可编程逻辑控制器的平行Petri网设计与实现方法 被引量：2

11

作者 李大成 罗继亮 +2 位作者 孙莎莎 聂维余 方慧娟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2611-2617,共7页

为了实现可编程逻辑控制器(PLC)的形式化设计,定义了一种可以感知和执行的新型Petri网,称为平行Petri网.将输入输出变量映射到库所结点上,描述了PLC的Petri网模型的一般设计方法,进而给出了其动态演化算法.通过C语言和TwinCAT联合编程,... 为了实现可编程逻辑控制器(PLC)的形式化设计,定义了一种可以感知和执行的新型Petri网,称为平行Petri网.将输入输出变量映射到库所结点上,描述了PLC的Petri网模型的一般设计方法,进而给出了其动态演化算法.通过C语言和TwinCAT联合编程,使得Petri网与被控物理对象平行演化,实现了Petri网对物理过程的平行感知和控制,并完成了实验验证.该方法可以缩短控制代码的开发周期,简化程序复用的复杂性,为平行系统在PLC工程中的应用提供了有效工具. 展开更多

关键词 平行Petri网 可编程逻辑控制器 TWINCAT

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智能小车任务执行系统的Petri网设计方法 被引量：1

12

作者 罗怀菊 赵琦 罗继亮 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第3期522-526,共5页

为了提高智能小车系统的稳定性和可靠性，采用Petri网积木描述系统各功能模块，即地图更新、路径规划、节点检测、路径选择、跟踪轨迹、障碍探测和故障报警等；根据功能模块之间的执行逻辑，将他们对应的Petri网积木搭建为一个完整的执... 为了提高智能小车系统的稳定性和可靠性，采用Petri网积木描述系统各功能模块，即地图更新、路径规划、节点检测、路径选择、跟踪轨迹、障碍探测和故障报警等；根据功能模块之间的执行逻辑，将他们对应的Petri网积木搭建为一个完整的执行Petri网；从而可以用Petri网分析方法保证系统的活性和安全性：最后通过一台智能小车系统的设计和调试，验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 Petfi网 Petfi网积木 活性 可靠性

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具有万有引力加速机理的布谷鸟搜索算法 被引量：13

13

作者 傅文渊 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1480-1494,共15页

为了解决布谷鸟搜索算法收敛速度较低、全局收敛效率不高的问题,提出了具有万有引力加速机理的布谷鸟算法.该算法基于万有引力搜索无需学习外部环境因素的变化亦能感知全局最优的特点,将布谷鸟巢穴等价为不同质量的个体,使其在优化过程... 为了解决布谷鸟搜索算法收敛速度较低、全局收敛效率不高的问题,提出了具有万有引力加速机理的布谷鸟算法.该算法基于万有引力搜索无需学习外部环境因素的变化亦能感知全局最优的特点,将布谷鸟巢穴等价为不同质量的个体,使其在优化过程中不仅遵循Levy飞行规律,而且遵循万有引力定律.不仅利用布谷鸟巢穴间存在的万有引力进行加速搜索,而且提出了一种概率变异的方法,增大了种群多样性,有效地平衡了算法的全局搜索能力和局部开采能力,提高了算法的全局搜索效率和收敛精度.通过算法的数学机理分析和26个基准测试函数实验结果表明,所提出的算法与其他改进智能优化算法比较,具有更优的性能. 展开更多

关键词 布谷鸟搜索算法 加速度 万有引力 发现概率

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均衡单进化布谷鸟算法 被引量：7

14

作者 傅文渊 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期282-288,共7页

针对布谷鸟算法采用整体评价策略处理多维度自变量相关优化问题时,维度耦合现象会恶化算法的搜索速度和收敛精度,提出均衡单进化的布谷鸟算法(ESCES).该算法给出一种新型的均衡单进化函数评价策略,即每一代进化只随机更新目标函数的单... 针对布谷鸟算法采用整体评价策略处理多维度自变量相关优化问题时,维度耦合现象会恶化算法的搜索速度和收敛精度,提出均衡单进化的布谷鸟算法(ESCES).该算法给出一种新型的均衡单进化函数评价策略,即每一代进化只随机更新目标函数的单个维度,并且随机更新的维度服从均匀分布,避免多维度之间互相干扰.同时,提出两种新型随机游动步长更新学习律,提高了优化算法的全局搜索速度和收敛精度.实验测试结果和显著性统计结果表明,ESCES算法与5个改进CS算法及7个其它最新智能优化算法相比,在全局寻优性能、搜索速度和收敛精度上均获得较大的改进. 展开更多

关键词 进化 评价策略 布谷鸟算法 发现概率

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变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析 被引量：20

15

作者 叶志军 于旺 +2 位作者 郑荣显 苟炬龙 罗继亮 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期145-150,共6页

针对近年来变压器空充试验时,电流的二次谐波含量低于保护整定值导致差动保护误动作的问题,首先利用2条不同斜率的直线对变压器磁化特性曲线进行拟合,推导出不同空充电压下励磁涌流二次谐波含量的表达式,进而基于有限元分析软件搭建并... 针对近年来变压器空充试验时,电流的二次谐波含量低于保护整定值导致差动保护误动作的问题,首先利用2条不同斜率的直线对变压器磁化特性曲线进行拟合,推导出不同空充电压下励磁涌流二次谐波含量的表达式,进而基于有限元分析软件搭建并验证了一台14 kVA单相变压器以及一台325 MVA三相变压器的仿真模型,然后对验证过的模型进行了变压器空充仿真。研究表明:在考虑铁芯磁化曲线起始部分存在非线性特征的情况下,空充电压小于临界电压时,励磁涌流中含有少量二次谐波;空充电压等于临界电压时,励磁涌流二次谐波含量达到峰值;随着空充电压等级的提高,励磁涌流二次谐波含量呈现先增后减的趋势。 展开更多

关键词 变压器 励磁涌流 二次谐波 铁芯磁化曲线

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多辊型整纬器改进方案及其实践 被引量：1

16

作者 刘建宝 李平 +1 位作者 金福江 梅小华 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期153-160,共8页

针对现有的辊式整纬器对于常见的双弓纬、双钩弓纬等类型的纬斜纠正效果较差且整纬辊调整量的计算复杂度高的问题,提出了一种整纬器的改进方案。首先通过对辊式整纬器整纬原理的分析,提出一种多辊型整纬器改进结构;然后使用方程模拟了... 针对现有的辊式整纬器对于常见的双弓纬、双钩弓纬等类型的纬斜纠正效果较差且整纬辊调整量的计算复杂度高的问题,提出了一种整纬器的改进方案。首先通过对辊式整纬器整纬原理的分析,提出一种多辊型整纬器改进结构;然后使用方程模拟了常见的纬斜类型,得到纬纱的初始形态,计算出整纬前的纬斜率,并求出纬纱上8个点的斜率,建立纬斜检测数据模拟数据库。最后,设计了一种利用最小二乘法获得各个整纬辊调整量的方法,降低了计算的复杂度,根据调整量得到纬纱的最终形态算出整纬后的纬斜率。实验结果表明,改进后整纬器的整纬效果得到了提高,使常见类型的纬斜经过整纬后一等品数量均达到100%。 展开更多

关键词 织物纬斜 整纬器 数据模拟 数据插值 最小二乘法

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基于知识Petri网的确定性和不确定性联合推理

17

作者 谭开成 罗继亮 +1 位作者 林鑫杰 章宏彬 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期531-539,共9页

知识推理是人工智能的核心领域,旨在研究如何从已知(知识库和推理规则)推理出未知,以帮助智能体做出科学决策.而智能体所处的环境存在不可观性和不确定性,因此知识库通常不仅包含确定性知识,还包含不确定性知识,而且推理过程需要两类知... 知识推理是人工智能的核心领域,旨在研究如何从已知(知识库和推理规则)推理出未知,以帮助智能体做出科学决策.而智能体所处的环境存在不可观性和不确定性,因此知识库通常不仅包含确定性知识,还包含不确定性知识,而且推理过程需要两类知识紧密协作.然而,目前的推理方法无法将两类知识统一表示,常常将两者对应的推理过程割裂进行.基于此,为了实现在统一的模型架构下完成确定性和不确定性联合推理,给出了一种知识Petri网推理方法.首先,定义了一种新的知识Petri网,使其不仅能够描述确定性的知识规范,也可以描述先验概率知识;其次,根据知识Petri网的网结构,给出了一种知识Petri网概率独立剪枝算法,能够指数级地降低不确定性推理的计算复杂性;最后,利用知识Petri网及其概率独立剪枝算法,给出了一种新型推理算法,实现了确定性和不确定性的联合推理,并利用Wumpus世界进行了演示和验证. 展开更多

关键词 知识Petri网 确定性和不确定性 推理 剪枝处理 wumpus世界 人工智能

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基于知识Petri网和归结规则的推理方法

18

作者 谭开成 罗继亮 +2 位作者 章宏彬 林鑫杰 叶剑虹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期172-177,共6页

本文提出了一种基于知识Petri网和归结规则的推理方法.通过知识Petri网描述命题逻辑知识库,将归结规则映射到知识Petri网上,根据库所和变迁的连接关系,定义了知识Petri网中的归结结构.利用归结结构,给出了基于知识Petri网的归结推理算... 本文提出了一种基于知识Petri网和归结规则的推理方法.通过知识Petri网描述命题逻辑知识库,将归结规则映射到知识Petri网上,根据库所和变迁的连接关系,定义了知识Petri网中的归结结构.利用归结结构,给出了基于知识Petri网的归结推理算法和扩展知识库的推理算法,并利用Wumpus实例验证了推理算法.该推理方法是可靠且完备的,能够利用知识Petri网的网络结构降低计算复杂性. 展开更多

关键词 PETRI网 归结规则 推理

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