基于Multi-Agent的复杂工业过程控制系统及其在PROFIBUS上实现的研究

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1、基于Multi-Agent的复杂工业过程控制系统及其在PROFIBUS上实现的研究基于Multi．Agent的复杂工业过程控制系统及其在PROFIBUS上实现的研究摘要随着信息技术的飞速发展，工业过程控制领域正孕育着深刻的变革。控制要求的不断提高，控制程度的愈加复杂使长久以来在生产中运用的单一的经典控制理论和技术已经不能满足系统的需求，现代化工业过程控制系统迫切地需要高级理论的支撑。与理论发展相对滞后形成对比的是，自动化技术工具的蓬勃发展，在经历气动仪表控制、集中式数字控制系统到集散式控制系统后形成了新一代的网络集成式全分

2、布的现场总线控制系统。本文研究的就是如何将工业控制领域中任务的需要、理论的开拓与技术工具和手段的进展结合起来，三者共同促进工业过程控制系统的发展。Multi．Agent理论是分布式人工智能领域的重要分支之一。因为具有较强的自主性、分布性、协调性、拓展性及逼真的表现复杂系统、解决可分解的复杂问题的能力，该理论一直是近年来的研究热点。本文从复杂工业过程控制生产发展的需要出发，将Multi—Agent理论引入传统的工业过程控制领域，提出了建立基于Multi．Agent理论的复杂工业过程控制系统的命题，并根据现场总线系统的特点对系

3、统在现场总线上实现进行了探讨。首先通过对现代化工业过程控制系统特点的分析，对Multi—Agent理论和现场总线的简单介绍，指出进行本课题的必要性和可行性。进一步介绍广义Multi—Agent理论的基础上探讨工业过程控制领域通用的基于Multi．Agent的复杂工业控制系统的架构，定义了符合工业过程控制系统特点的个体Agent模型和个体Agent的行为规则。构建了两种不同的Agent群体社会体系结构：分散式体系结构和混合式体系结构。根据不同的群体体系结构提出了不同的协作机制：联合行动求解机制和协调仲裁管理机制。接着从技术特

4、点到结构特点对现场总线系统和基于Multi—Agent的工业过程控制系统进行了细致的比较分析，指出两者从思想方法到解决问题的模式有惊人的相似性，进一步论证了前者是后者的天然实现平台。制定了实现平台的选型原则并选取基于Multi．Agent的复杂工业过程控制系统及其在PROFIBUS上实现的研究PROFIBUS总线作为本文研究的系统的实现平台。选择具有代表性的温度一液位多变量控制对象具体构建了基于Multi—Agent的多变量控制系统。提出了新型的系统控制需求，根据需求对Agent进行了功能的划分和定义，并对系统中主要功能的

5、Agent进行了算法的选取和仿真研究。最后给出了在PROFIBUS上实现该基于Multi—Agent理论的多变量控制系统的软、硬件总体方案和主要Agent的实现方法。本文的研究理论与生产需求相结合，具有较强的理论与实践意义。将相关领域的先进理论引入工业过程控制领域，为自动控制理论的发展开辟了一条新路，也为复杂工业控制理论找到了一个新的出发点。陈玲(控制理论与控制工程)指导教授：丁纪凯关键词：Agent，Multi—Agent，复杂工业过程控制系统，现场总线，PROFIBUS多变量系统，OPC苎三竺!坠垒!!竺塑墨茎三些塾矍

6、塑型墨竺墨墨垄!盥!!型!圭壅翌竺旦壅ResearchofthecomplexindustryprocesscontrolsystembasedonMulti-AgenttheoryandrealizationonPROFIBUSABSTRACTWiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,adeepchangehastakenplacedintheindustryprocesscontrolfield．Thesimplecon廿oltheoryusedinthisfield

7、foryearscan’tmeetthenewrequirementofthesystemanymoreduetothehighercontroltarget，andamoreadvancedtheoryneedtobefoundtosupportthesystemwithhighercomplexity．Incontrastwiththeslowprogressofthecontroltheory,theautomaticcontroltoolexperiencedtheevolutionofpneumaticmeter

8、control，centralizedatacontrolsystemanddistributedcontrolsystemhasmadeagreatachievement，thatisthenewnetintegratedanddistributedcontrolsystem⋯fieldbuscont