[发明专利]一种不考虑延时等待的CSPS系统控制方法

说明书

本发明公开了一种不考虑延时等待的CSPS系统控制方法。该方法采用不考虑延时等待时间的工作模式，使CSPS系统的生产率，生产效率大幅度的提升，而生产周期时间也相应地缩短。

技术领域

本发明涉及控制工程技术领域，尤其涉及一种不考虑延时等待的CSPS系统控制方法。

背景技术

传送带给料加工站(Conveyor-Serviced Production Station,CSPS)是一种起源于福特生产线的生产模型，被广泛应用在现实生产制造中的柔性生产加工站。CSPS系统通过匀速运动的传送带将待加工工件送至加工站点，并对其进行加工加工。然而实际生产中由于各种不确定的因素会对整个生产系统的生产率产生影响，因此对CSPS系统优化控制研究，具有重要的现实意义。

CSPS系统的研究在国内外学者的共同努力下有了很大的发展。日本著名学者松井正之教授建立了CSPS系统的物理模型，将CSPS系统模型抽象为一个look-ahead控制问题，并建立了半Markov决策过程，给出了相关理论计算方程式。文献中将柔性装配系统(FAS)看作一个整体，应用改进的遗传算法对系统进行求解最优Look-ahead控制策略。

而针对现有CSPS系统，现有的研究主要是针对固定点拾取工件的工作模式。《可移动拾取式CSPS系统的优化控制研究》(吴攀飞，合肥工业大学,2016)则将可移动拾取式CSPS系统建立为SMDP模型，并推导了相关的理论公式。为了使其可以建立为SMDP模型，设置了延时等待时间来满足系统的无后效性，。但是，在实际的生产过程中，延时等待势必会造成生产周期的延长，生产效率的降低。过多的延时等待也会造成生产的成本增加，不利于企业的生产制造。

基于上述原因，本发明提出了不考虑延时等待的CSPS系统。由于不能建立为SMDP模型，本发明使用与模型无关的基于模拟退火思想的Q-学习算法，以寻找最优或者次优解。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不考虑延时等待的CSPS系统控制方法。

对于要解决的技术问题，本发明采用的技术方案是，一种不考虑延时等待的CSPS系统控制方法，包括可移动拾取式CSPS系统；

可移动拾取式CSPS系统包括机械臂(1)、传送带(2)、工业相机(3)、容量为M的缓冲库(4)、容量为N的成品库(5)和工件(6)；

缓冲库(4)和成品库(5)位于机械臂(1)两侧；以机械臂(1)基座坐标系作为系统空间坐标系，其中传送带(2)、缓冲库(4)和成品库(5)位于同一平面z＝0上；从传送带(2)上游到达的工件(6)，由固定在上方的工业相机(3)检测到其到达时间和位置信息，并传送给机械臂(1)；

工件(6)包括未加工的工件和已加工过的工件；未加工的工件存放在缓冲库(4)中，且已加工过的工件存放在成品库(5)中；

具体包括以下步骤：

可移动拾取式CSPS系统以下简称为系统；

步骤1.定义机械臂(1)的决策位置为其中p∈{0,1}，表示缓冲库(4)坐标，表示成品库(5)坐标；

定义缓冲库(4)空余量m为缓冲库(4)的状态，状态空间为Φ₁＝{0,1,…,M}；

定义S_m,p为系统的联合状态，其状态空间为Φ＝Φ₁×Φ₂；

定义为状态S_m,p下的控制策略，v为系统的行动。其中为从前视点P^lookahead向前的一段用时间表示的前视距离；