自动小车存取系统的双重着色动态赋时Petri网建模与实现

论文摘要

自动小车存取系统（AVS/RS）是自动化立体仓库未来的主要发展方向,是柔性制造系统不可或缺的重要组成部分。本文以AVS/RS为研究对象,根据AVS/RS的物理结构和逻辑特征,在Petri网的基础上,提出了一种新的建模方法——双重着色动态赋时Petri网（DCDT-PN）,在该方法中,引入了双重着色的概念,使得对系统模型的描述在宏观物理结构的角度上能对相同结构的系统模型进行简化,又能在微观上刻画每个库所的动态属性,保证系统的属性信息完整性。另外,考虑系统的动态特性,引入动态赋时描述系统活动资源的控制过程。在详细分析AVS/RS资源行为的基础上,采用模块化思想构建AVS/RS的DCDT-PN动态模型。在系统DCDT-PN模型的基础上,本文结合有向图工具,研究了模型中的环路（环路链）死锁现象,提出了系统无死锁的充要条件,并在此基础之上分析了死锁避免控制策略和控制算法。针对死锁控制的关键问题——环路（环路链）识别,文中对其进行了分析,并给出了其具体的实现方法和小车环路条件判断的实现方法。实例证明,所提出的系统无死锁控制策略是有效的。最后,根据系统的出入库作业流程以及系统的行为特性,在VC++.NET上实现了AVS/RS系统的仿真模型,表明本文提出的DCDT-PN模型及无死锁控制策略是可行有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.1.1 课题的背景
• 1.1.2 课题的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容、方法及创新点
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 主要创新点
• 第二章 自动化立体仓库与Petri网建模方法
• 2.1 自动化立体仓库
• 2.1.1 自动化立体仓库简介
• 2.1.2 自动化立体仓库优点
• 2.1.3 传统自动化立体仓库的组成
• 2.1.4 自动小车存取系统
• 2.2 Petri网理论
• 2.2.1 Petri网的发展
• 2.2.2 Petri网的特点与应用
• 2.2.3 Petri网的基本概念
• 2.2.4 Petri网的运行规则
• 第三章 基于双重着色动态赋时Petri网的AVS/RS动态模型
• 3.1 双重着色动态赋时Petri网（DCDT-PN）方法的提出
• 3.2 系统资源的行为分析
• 3.3 应用DCDT-PN构建AVS/RS系统的模块化模型
• 3.3.1 应用DCDT-PN构建任务进入系统的行为模型
• 3.3.2 应用DCDT-PN构建装载行为模型
• 3.3.3 应用DCDT-PN构建卸载行为模型
• 3.3.4 应用DCDT-PN构建输送行为模型
• 3.3.5 应用DCDT-PN构建离开系统的行为模型
• 3.3.6 应用DCDT-PN构建指定行为模型
• 3.4 AVS/RS系统的DCDT-PN模型
• 3.5 AVS/RS系统动态模型的可行性分析
• 3.5.1 入库过程的可行性分析
• 3.5.2 出库过程的可行性分析
• 第四章 AVS/RS动态模型中的无死锁控制
• 4.1 AVS/RS系统的死锁条件与路径图
• 4.2 AVS/RS系统的死锁避免控制策略
• 4.3 死锁控制算法
• 4.4 实例分析
• 第五章 AVS/RS无死锁控制中的环路识别
• 5.1 两条路径间的环路（环路链）识别
• 5.2 多条路径间的环路（环路链）识别
• 5.3 小车环路条件判断
• 第六章 基于VC++.NET的AVS/RS动态模型的仿真
• 6.1 数据库表的设计
• 6.2 系统出入库流程
• 6.3 小车调度
• 6.3.1 小车路径确定
• 6.3.2 小车选择
• 6.4 系统行为的实现
• 6.4.1 输送行为实现
• 6.4.2 卸载行为实现
• 6.4.3 装载行为实现
• 6.5 仿真系统主函数流程
• 6.6 AVS/RS系统仿真
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目
• 致谢