自动化立体仓库控制系统的优化设计与研究

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1、济南人学硕卜学位论文摘要在物流控制系统中，对自动化立体仓库的研究一直是一个热点。它集信息、储存、管理于一体，不仅可以提高仓库空间利用率，减少仓库工人的数量，而且还可以增加仓库的控制功能。作为物流系统的重要组成部分自动化立体仓库越来越受到重视。自动化立体仓库货位优化分配的优化方法研究、堆垛机的速度控制控制技术是提高仓库作业效率的关键技术，一直是当前工程优化领域研究的重点。目前，现场总线技术以其灵活性、可靠性、维护方便以及高性能价格比等优势，已开始广泛应用于自动化立体仓库分布式控制系统中。本论文在总结前人研究的基础上，对自

2、动化立体仓库控制系统的优化设计作了深入研究和讨论，其主要工作如下：首先，本文研究讨论了自动化立体仓库的货位优化问题。通过对立体仓库系统的库区分配策略和货位分配策略的分析，我们对货位进行扇形分区，并在此基础上采用遗传算法解决库区优化分配问题，进而对货位进行优化分配。货位分配综合考虑了货架的稳定性和出入库效率，建立了货位优化的数学模型，提出了基于Pareto最优解的改进粒子群算法(PSO)来解决此问题的方法。在优化过程中引用了置换的概念来计算粒子的速度，并且在算法中采用小生境技术提高非劣解集的分散性，用存档群体保存了非劣解

3、。从仿真实验及分析可以看出，本文提出的采用改进粒子群算法优化策略可以有效地解决自动化立体仓库的货位分配问题，提高了出入库操作的执行效率。其次，在堆垛机控制中提出和设计了多模控制器。堆垛机的运行高效率是与自动化立体仓库的作业调度密切相关的，因此速度控制技术是巷道堆垛机控制系统的关键控制技术之一。本文在研究传统的堆垛机控制的基础上，在巷道堆垛机的速度控制中设计采用了模糊PID控制器与Pl控制器构成的多模控制器。并根据堆垛机的实际运行情况，用MATLAB的模糊工具箱和Simulink建立了堆垛机控制系统的仿真模型，进行了仿真

4、实验研究。仿真结果表明，比较采用单一的常规Pl控制器，采用该多模控制器可以得到更好的动态性能，满足巷道堆垛机的速度控制要求。另外，将PROFIBUS．DP现场总线技术应用于自动化立体仓库控制系统中。立体仓库包括物料传输系统、物料自动分拣系统、堆垛机控制系统、数据库管理系统。本论文主要研究的堆垛机控制系统是主从式PROFIBUS．DP的一个从站。本论文对PROFIBUS．DP现场总线技术的协议结构、通信原理、网络系统结构和设备分类等网络技术的基础性问题以及实时性问题进行了探讨和研究。I自动化市体仓库控制系统的优化设计与研

5、究最后，本文给出了堆垛机控制系统的设计方案。本方案采用西门子S7．300系列PLC作堆垛机的控制器。实现了主从站的主要控制参数和状态参数的传递，设计了堆垛机控制系统的主要应用程序。关键词：自动化立体仓库；PROFIBUS．DP；货位优化；粒子群算法；模糊控制Ⅱ济南大学硕十学位论文AbstractInthelogisticscontrolsystem，theresearchofautomatedwarehouseisalwaysahotspot．Automatedwarehouseiscombinationofinfor

6、mation，storageandmanagement．Ithasnotonlyimprovedtheutilizationrateofwarehousespaceanddecreasedthenumberofwarehouseworkers，butalsoextendedthefunctionofthewarehouse．Soithasbeenraisingmoreandmoreattentionasanimportantroleinthelogisticscontrolsystem．Inthisresearch，t

7、helocationassignmentoptimizationofautomatedwarehouseandthespeedcontroltechnologyofthestackercranearethekeyofhighworkefficiencyofthewarehouse，andwhichattractmoreandmorescholarsontheprojectoptimizationrealm．Nowbecausethefieldbustechnologyhasthecharacteristicsoffle

8、xibility,higllperformanceandtoughcredibility,ithasbeenusedextensivelyinthedistributedcontrolsystemofautomatedwarehouse．Inthispaper,theoptimizationdesignofautomatedwar