面向對象Petri網(wǎng)在FMS控制系統(tǒng)設計中的應用研究.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)(FMS)是一種高度自動化的制造系統(tǒng),代表著制造系統(tǒng)的發(fā)展方向.作為FMS核心部件的運行控制軟件,對FMS的性能起著決定性的作用.本文探討用建模和仿真的方法研究FMS系統(tǒng)設計的正確性及控制軟件編寫的方法.本文首先討論了FMS控制結構的三種發(fā)展歷程,通過對集中控制、遞階控制和協(xié)同控制的比較并結合目前工業(yè)生產中的應用,確定本課題的研究對象——固高公司小型FMS采用遞階控制結構,并對FMS的硬件組成以及系統(tǒng)的功能和布局進行了介紹.

2、為了對FMS建模和仿真,引入面向對象Petri網(wǎng)(OPN)理論.首先從基本Petri網(wǎng)入手,闡述了Petri網(wǎng)用于FMS建模的機理并給出了形式化定義.為了擴展Petri網(wǎng)對模型的描述能力,引入了面向對象機制,將基本Petri網(wǎng)擴展為OPN.最后介紹了OPN在FMS建模中應用的五個性質:可達性、活性、守恒性、有界性和安全性.利用OPN理論對FMS建模,首先按照面向對象的觀點將整個系統(tǒng)劃分為立體倉庫類、輸送線類、機器人類和機床類.在FMS靜

3、態(tài)分析階段,確定了將類對象映射為OPN模型的規(guī)則并建立了類對象的OPN模型;在動態(tài)分析階段確定了將類對象轉化為對象通信網(wǎng)(OCN)模型的轉化規(guī)則,并利用不變量分析法驗證了所得的OCN模型的正確性.最后確定了將FMS類對象的OPN模型轉化為統(tǒng)一建模語言(UML)結構圖和狀態(tài)圖的規(guī)則,并以機床類對象為例,利用該規(guī)則編寫了機床控制軟件框架.單元控制器處理FMS中的所有消息,而這些消息可以利用各個類對象OCN模型中的G變遷獲得,因此本文給出了編