[发明专利]一种不考虑延时等待的CSPS系统控制方法

摘要

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。

主权项

1.一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；所述可移动拾取式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)；所述缓冲库(4)和成品库(5)位于9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)；所述工件(6)包括未加工的工件和已加工的工件；所述未加工的工件存放在缓冲库(4)中，所述已加工的工件存放在成品库(5)中；所述可移动拾取式CSPS系统以下简称为系统；其特征在于，包括以下步骤：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为控制策略所对应的行动；其中为从前视点p^lookahead向前的一段用时间表示的前视距离；所述工件(6)沿所述传送带(2)随机到达，根据系统当前的联合状态S_m，p选择一个前视距离，若前视距离内有工件，则机械臂(1)计算与工件(6)遭遇点并卸载到缓冲库(4)中，若前视距离内无工件，则所述机械臂(1)从缓冲库(4)中取出工件进行加工，加工完成后取出并放入成品库(5)中；步骤2.初始化状态S_m，p，根据前视距离内是否有工件判断执行卸载操作或加工操作；(1)若前视距离内有工件，则执行卸载操作：所述卸载操作分为拾取移动、等待拾取和放置移动三个过程；定义拾取移动时间为放置移动时间为等待时间为从初始位置出发，卸载操作的时间为下一个决策时刻为下一状态为X_n+1＝S_m‑1，0；(2)若前视距离内没有工件，则执行加工操作：当进行所述加工操作时，定义从初始位置出发移动到缓冲库的时间为t^p0，其中加工时间服从固定随机分布，其时间为则加工操作的时间为下一个决策时刻为则下一个状态为X_n+1＝S_m+1，1；步骤3.初始化Q表，学习步数Z和N，令Z＝0，n＝0，Boltzmann常数k，温度T以及温度衰减因子ξ；步骤4.在离散参数Δ的作用下，将紧致集D离散化为一个离散的紧致行动集D′，然后获得一个样本转移步骤5.在状态X_n下根据Q表从D′中选择贪婪行动d^*和随机行动d^γ，如果取d＝d^γ，否则d＝d^*；步骤6.执行行动d，获得样本数据步骤7.计算代价和更新Q表；(1)定义折扣算子上式中，α为折扣因子，如果α＝0，则表示平均准则；平均和折扣准则下的统一差分公式为上式中，是在折扣因子α下的状态‑行动对的值，表示从T_n到T_n+1的累计折扣代价；(2)当进行卸载操作时，会产生空载移动拾取代价、拾取等待代价和带载放置代价，因此从T_n到T_n‑1转换的相应折扣代价为(3)当进行加工操作时，会产生空载移动代价、加工代价和即时产品报酬，因此从T_n到T_n+1转换的相应折扣代价为其中η_n是平均代价η^v的估计，满足S_f和分别通过下式迭代其中，即从T_n到T_n‑1累积的无折扣的代价，β_n是学习步长；因此步骤8.令n：＝n+1n+1，如果n＜N转到步骤6；否则T：＝ξT，z：＝z+1；如果z：＝Z，算法结束；否则，令n＝0转步骤5。