控制与决策

作者：伊思嘉,罗继亮,李旭航,李浚,章宏彬

单位：华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021;福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心,福建 厦门 361021,,华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021;福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心,福建 厦门 361021,,华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021;福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心,福建 厦门 361021,,华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021;福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心,福建 厦门 361021,,华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021;福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心,福建 厦门 361021,

关键词：Petri网;人工势场;A*算法;优化调度;柔性制造系统

基金：国家自然科学基金项目(61973130)；福建省中央引导地方科技发展专项项目(2022L2012).

制造系统优化调度是NP难组合优化问题,而自动导引车(AGV)路径规划与任务分配紧密耦合,又极大加剧了问题的复杂性.基于此,提出一种基于Petri网和人工势场的启发式优化方法.首先,将制造系统的工艺工序描述为一个任务Petri网,将AGV系统描述为一个路径Petri网,将两个网合成在一起;然后,利用Petri网的拓扑结构,为网络结点设计势能参数,从而为Petri网赋予一个人工势场;接着,利用人工势场设计制造系统加工时间的启发式函数,并构建Petri网人工势场启发式A*算法,其中包括最大势差启发式函数和总体势差启发式函数,并验证最大势差启发式函数是可采纳的;最后,进行两组数值实验,实验结果表明,最大势差A*算法能够得到最优解,且平均计算效率比Dijkstra算法提高57%,但是无法满足大任务量的调度需求,而总体势差A*算法比最大势差A*算法平均计算效率提高至少1个数量级,能够在有限时间内求解AGV任务分配和路径规划的联合问题.

来源：2024年第6期

《控制与决策》期刊编辑部

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