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融合功率势场的移动机器人路径规划及信号强度优化研究

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融合功率势场的移动机器人路径规划及信号强度优化研究

第35届中国过程控制会议

作者：刘辉代学武崔东亮俞胜平胡宇翔东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室

本文主要研究了工业物联网中移动机器人的路径规划问题,考虑了在实际应用中机器人使用无线通信时多径衰落会导致通信时延不确定这一问题,受到人工势场法的启发,构建了新的信号功率分布势场,在传统引力势场、斥力势场及新的功率势场的共... 详细信息

本文主要研究了工业物联网中移动机器人的路径规划问题,考虑了在实际应用中机器人使用无线通信时多径衰落会导致通信时延不确定这一问题,受到人工势场法的启发,构建了新的信号功率分布势场,在传统引力势场、斥力势场及新的功率势场的共同作用下生成总势场,在势场的作用下实现路径规划;针对使用人工势场法在复杂环境下频繁出现的局部最小点问题,选择VPT-90算法来实现跳出。仿真实验表明加入功率势场后规划出的路径平均信号强度更高,更适合于实际工业场景的应用。

关键词：移动机器人多径衰落通信时延人工势场

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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开工时间延迟下的炼钢–连铸生产重调度方法

自动化学报 2016年第3期42卷 358-374页

作者：俞胜平柴天佑流程工业综合自动化国家重点实验室(东北大学) 沈阳110819

在炼钢–连铸生产过程中,因铁水或废钢供应不及时经常发生钢水在转炉设备上开工延迟,导致相邻炉次在同一设备上产生作业冲突或同一浇次内的相邻炉次在连铸机上断浇,使原调度计划失效.由于炼钢–连铸生产存在多台转炉、多台精炼炉和多台... 详细信息

在炼钢–连铸生产过程中,因铁水或废钢供应不及时经常发生钢水在转炉设备上开工延迟,导致相邻炉次在同一设备上产生作业冲突或同一浇次内的相邻炉次在连铸机上断浇,使原调度计划失效.由于炼钢–连铸生产存在多台转炉、多台精炼炉和多台连铸机,以及多重精炼方式且存在着可重入生产情况,加上要保证已开工和完工炉次按原调度计划执行,使得已有炼钢–连铸生产重调度方法难以适用.本文建立了开工时间延迟下的炼钢–连铸生产重调度模型,将模型分解和启发式方法相结合,提出了由炉次加工设备指派和作业时间决策组成的启发式重调度方法.通过实际工业数据仿真实验和在某大型钢铁企业的炼钢–连铸生产重调度的工业应用表明所提出的重调度方法显著减少了炉次加工冗余等待时间.

关键词：炼钢–连铸重调度启发式方法可重入

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炼钢–连铸生产启发式调度方法

控制理论与应用 2016年第11期33卷 1413-1421页

作者：俞胜平柴天佑东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

实际炼钢–连铸生产存在着多阶段、多并行机,以及在精炼阶段具有多重精炼方式,从而大大增加了炼钢–连铸生产调度难度.目前已有的炼钢–连铸生产调度研究由于仅仅针对简单生产方式而难以应用于目前大型炼钢–连铸生产调度.而实际生产过... 详细信息

实际炼钢–连铸生产存在着多阶段、多并行机,以及在精炼阶段具有多重精炼方式,从而大大增加了炼钢–连铸生产调度难度.目前已有的炼钢–连铸生产调度研究由于仅仅针对简单生产方式而难以应用于目前大型炼钢–连铸生产调度.而实际生产过程中的以人工为主的调度方法速度慢、优化程度低,极易造成炉次在设备间的冗余等待时间过长,导致钢水温度下降,甚至造成连铸断浇事故.本文针对中国宝钢某大型炼钢厂的多重精炼方式且存在着可重入调度下的炼钢–连铸生产调度问题进行研究,提出了多种调度顺序方法和设备指派方法,通过仿真实验对多种调度顺序方法和多种设备指派方法组合而成的各种启发式方法进行了研究.最后将本文提出的性能最好的启发式方法应用于该大型炼钢厂的炼钢–连铸生产调度,钢水平均日冗余等待时间得到显著降低.

关键词：炼钢-连铸生产调度启发式方法可重入调度

炼钢-连铸过程钢水存储设备脱碳钢包选配方法

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系统工程理论与实践 2019年第12期39卷 3129-3138页

作者：刘炜庞新富俞胜平柴天佑东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819 沈阳工程学院自动化学院沈阳110136

炼钢-连铸过程是一个复杂的过程,钢水需要选择符合工艺要求的钢包作为存储设备,并按照生产计划进行.钢包选配时,钢包的属性众多,选配目标相互冲突难以同时满足;钢水的钢种属性众多导致脱碳钢包选配的约束复杂,选配优化是一个具有多冲突... 详细信息

炼钢-连铸过程是一个复杂的过程,钢水需要选择符合工艺要求的钢包作为存储设备,并按照生产计划进行.钢包选配时,钢包的属性众多,选配目标相互冲突难以同时满足;钢水的钢种属性众多导致脱碳钢包选配的约束复杂,选配优化是一个具有多冲突目标优化问题.首先,采用一阶规则学习法提取关键属性作为性能指标,包括钢包温度最高、钢包使用次数最多、钢包材质等级最低和钢包下水口数量,以钢包温度、使用次数、钢包材质、钢包水口使用次数、滑板和框架使用次数为约束,建立钢包选配模型.然后,采用最小一般泛化规则学习法提取钢包选配规则,针对多种调度顺序策略和选配优先级组合进行了仿真实验;最后,给出了基于规则优先级的启发式钢包选配方法,并进行了工业应用.结果表明:提高了钢包选配准确度,减少了在线钢包数量和日钢包维护次数,提升了炉次生产效率.

关键词：炼钢-连铸钢包选配一阶规则学习最小一般泛化启发式方法

某一转炉或精炼炉故障下炼钢-连铸生产重调度方法及应用

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控制与决策 2015年第11期30卷 1921-1929页

作者：庞新富高亮潘全科俞胜平华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 沈阳工程学院自动化学院沈阳110136 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004

炼钢-连铸生产中会出现某一台转炉或精炼炉故障,目前已有的重调度方法没有考虑多重精炼或只进行了仿真研究,难以有效应用到具有多重精炼的钢厂,而采用人工调整方式则容易导致炉次等待时间过长或断浇.为此,通过引入炉次生产状态参数,建立... 详细信息

炼钢-连铸生产中会出现某一台转炉或精炼炉故障,目前已有的重调度方法没有考虑多重精炼或只进行了仿真研究,难以有效应用到具有多重精炼的钢厂,而采用人工调整方式则容易导致炉次等待时间过长或断浇.为此,通过引入炉次生产状态参数,建立0-1混合整数规划重调度模型,提出由"未加工"炉次的设备指派、"未加工"炉次的开工时间优化和浇铸时间调整3部分组成的重调度方法.将该方法应用于某钢铁厂炼钢-连铸生产调度过程的实际工程应用验证了所提出方法的有效性.

关键词：炼钢-连铸重调度设备故障多重精炼 0-1混合整数规划

混合Jobshop炼钢-连铸重调度方法及其应用

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系统工程理论与实践 2012年第4期32卷 826-838页

作者：庞新富俞胜平罗小川潘全科柴天佑流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004 东北大学自动化研究中心沈阳110004

炼钢-连铸生产过程中加工设备起、停时间经常会出现严重延迟,导致调度计划不可行.目前人工调整,存在响应速度慢和调整结果不优化的问题.对炼钢-连铸混合Jobshop重调度问题进行了分析,提出了正在作业炉次已分配设备不变的重调度方法.并... 详细信息

炼钢-连铸生产过程中加工设备起、停时间经常会出现严重延迟,导致调度计划不可行.目前人工调整,存在响应速度慢和调整结果不优化的问题.对炼钢-连铸混合Jobshop重调度问题进行了分析,提出了正在作业炉次已分配设备不变的重调度方法.并提出了求解策略,将原调度分解为两个子调度问题.引入炉次操作状态参数β,建立了正在作业炉次的时间修正模型,构造了启发式方法进行求解.对于未作业炉次,建立了多目标非线性0-1整数规划模型,构造了并行逆推启发式算法进行设备指派,采用线性规划求解各操作的开工时间.基于上述方法开发了动态调度软件应用于国内某大型钢铁企业,在缩短动态调度时间、减少钢水冗余等待时间方面取得了显著成效.

关键词： TP273炼钢-连铸重调度混合Jobshop 调度系统求解策略

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加工时间不确定的炼钢连铸生产调度问题研究

控制与决策 2009年第10期24卷 1467-1472页

作者：俞胜平庞新富柴天佑郑秉霖东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室沈阳110004

针对炼钢连铸生产过程中存在的加工时间不确定性问题,采用三角模糊数表示不确定性加工时间信息,引入4种模糊运算,建立了问题的模糊规划调度模型.采用"中间值最大隶属度"的算法,将模糊规划调度模型转化为非线性规划模型,并在多重精炼工... 详细信息

针对炼钢连铸生产过程中存在的加工时间不确定性问题,采用三角模糊数表示不确定性加工时间信息,引入4种模糊运算,建立了问题的模糊规划调度模型.采用"中间值最大隶属度"的算法,将模糊规划调度模型转化为非线性规划模型,并在多重精炼工序、多机并行条件下,应用遗传算法求解最小完成时间.最后,利用实际生产数据的仿真实验表明了模型与算法的有效性.

关键词：炼钢连铸生产调度不确定性模糊优化遗传算法

数据视角下神经网络增量学习支持的涡轮盘多目标优化

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计算机集成制造系统 2021年第8期27卷 2393-2404页

作者：冯国奇崔东亮代学武俞胜平东北大学工商管理学院辽宁沈阳110819 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

针对航空发动机涡轮盘多目标优化计算密集、案例需求大、分析费用高的问题,提出一种基于混合样本管理的人工神经网络训练方法,以辅助多目标粒子群优化算法处理这类计算密集问题。通过均匀设计的偏差控制,设计面向混合精度数值仿真的试验... 详细信息

针对航空发动机涡轮盘多目标优化计算密集、案例需求大、分析费用高的问题,提出一种基于混合样本管理的人工神经网络训练方法,以辅助多目标粒子群优化算法处理这类计算密集问题。通过均匀设计的偏差控制,设计面向混合精度数值仿真的试验表;在误差分析基础上,通过联合优化“虚拟样本噪声强度—隐含层节点数—虚拟样本量”,确定混合样本集的构造方法和神经网络拓扑结构,以提高模型的精度和泛化能力;多目标优化过程中,采用基于网格邻域信息的拥挤指标提高Pareto前沿的收敛性、多样性和均匀性;通过遗忘式增量学习提高寻优目标的导向性。以某型涡轮盘的多目标优化设计为例验证该体系的有效性。实验表明,所提方法在保证涡轮盘多目标优化质量的前提下,能够显著降低设计费用。

关键词：涡轮盘混合样本人工神经网络多目标粒子群优化算法增量学习

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炼钢连铸生产模式及优化调度模型

系统工程理论与实践 2011年第11期31卷 2166-2176页

作者：俞胜平庞新富柴天佑郑秉霖东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

当转炉、精炼和连铸设备数量及加工时间发生变化时所形成的不同生产模式下的炼钢连铸生产对于炼钢连铸调度方法有着不同的要求.详细分析了炼钢厂存在的主要生产模式下实现连续浇铸的充要条件和必要条件,建立了相应的调度模型,并给出了... 详细信息

当转炉、精炼和连铸设备数量及加工时间发生变化时所形成的不同生产模式下的炼钢连铸生产对于炼钢连铸调度方法有着不同的要求.详细分析了炼钢厂存在的主要生产模式下实现连续浇铸的充要条件和必要条件,建立了相应的调度模型,并给出了生产模式变化时的生产调度策略.针对转炉设备正常工作和部分检修情况下的两种生产模式,通过引入生产模式参数η建立了统一的非线性规划模型.在国内某大型钢厂生产调度过程应用表明:模型能够适应转炉设备正常和发生故障或检修而导致的生产模式变化,能够快速编制出符合要求的优化调度计划,在缩短生产模式变化时的调度反应时间、提高转炉钢水出钢量、提高调度优化程度均取得了显著成效.

关键词：炼钢连铸生产模式优化调度规划模型模型转换