基于Multi-agent的汽车车身涂装线控制系统的优化和协调

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随着汽车车身涂装生产技术和涂装设备的不断发展,被控对象日益复杂化、大型化,控制要求越来越高,控制目标具有多层次、多样化的特点,传统的控制理论在控制系统的设计及控制效果上都存在不足,而起源于分布式人工智能(DAI)的Multi-agent技术,为大规模复杂系统的智能控制开辟了新的途径。针对东风日产柴汽车有限公司涂装生产线中存在控制要求较高、能耗过大的低效率运作现象,提出了基于MAS的汽车涂装能耗管理及运行决策思想,研究了汽车车身电泳涂装的MAS(Mutli-agentsystem)决策理论及技术,建立了基于MAS的涂装线控制决策系统模型,协调和优化了涂装线控制系统。以完成满足工艺要求的生产任务为目标,通过使用汽车车身电泳涂装的MAS决策理论分解生产任务和工艺要求,对涂装线各项资源需求进行整合,协调各个子系统及关键设备运行模式得到最优的开机组合、最佳转速,在此基础上,开发了“汽车车身电泳涂装线监控系统V1.0”,实现了汽车车身电泳涂装线的节能运行与监控管理。全文主要研究内容如下:   1.通过分析了汽车车身电泳涂装关键工艺技术,建立了关键机电设备能耗方程。   2.基于对涂装生产线工艺设备及其控制系统特性的研究,建立了基于MAS的涂装线控制决策系统模型。研究了各个区域系统的决策目标、运行模式和协调机制,针对前处理区域系统和电泳区域系统,使用了基于博弈论的协调机制;针对烘房区域系统子目标的特殊性,研究了基于可拓的协调机制及控制算法,结合东风日产柴汽车有限公司涂装生产线进行了算例能耗对比分析。   3.通过结合可拓理论和改进可拓控制算法,建立了基于物元变换与拓展的烘房可拓物元模型,解决了烘房控制系统中各个子系统之间的相互协调决策问题,和子系统内部多变量耦合控制问题,提高了烘房控制系统的鲁棒性。   4.开发了基于MAS电泳涂装线控制技术应用软件。实现了汽车车身电泳涂装线的节能运行与管理,同时对涂装线的各个子系统及关键设备运行状态进行了监控。   5.最后,对全文进行了总结,并对进一步的研究提出一些展望。                    
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