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基于多智能体系的工业过程监控技术研究

作　者: 周沛沛
导　师: 李宏光
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 多智能体系统 工业过程监控 TE过程
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 76次
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内容摘要


工业过程监控是保证生产正常运行的必要条件,但是单单依靠操作员对控制对象的工作状况的分析,可能因为操作员的疲劳、经验等等人为因素造成对控制对象的运行状况的错误评估,进而造成错误的控制操作,导致生产效率降低、资源浪费、不合格产品增加甚至是安全威胁。论文研究了工业过程的各种监控手段,使用多智能体系统的思想把它们结合起来,充分发挥它们各自的功能,达到资源共享、互相协作来完成对控制对象的运行状况的监控。首先,在分析了工业智能监控系统的发展趋势基础上,提出了采用多智能体的思想来设计工业监控系统。根据现有的PCA统计分析、回路性能评价和参数变化趋势分析等对控制对象运行状况进行监控的算法,采用智能体的思想将它们分别封装在单个的智能体中,利用多智能体系统的优点,设计了基于多智能体系统的工业过程监控系统的结构。为了实现此多智能体工业监控系统,结合FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agent,智能物理Agent基金会)的智能体技术的各种规范,采用面向对象的编程语言——Java和基于Java语言的智能体开发平台——JADE。最后,论文将实现的基于多智能体系统的工业过程监控系统应用于具体的工业对象田纳西——伊斯曼过程(Tennessee-Eastman Process, TEP)进行了实验研究。采用TEP的仿真平台,将其产生的实时数据存放在数据库中,然后经过工业监控系统中的各个智能体各司其职,共享资源,互相协作完成工业监控任务。研究工作表明,这种基于多智能体系统的工业过程监控系统可以很好地监控工业对象的运行状态,既发挥了各自监控方法的优势,又通过互相协作弥补了个体不足,实现了资源共享,节省了系统开支；具有良好的应用前景。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章 前言  13-21
  1.1 课题的背景、来源和意义  13-14
  1.2 相关技术的研究状况  14-19
    1.2.1 工业过程监控  14-16
    1.2.2 Agent与MAS的技术及应用  16-19
  1.3 论文的内容安排  19-21
第二章 基于MAS的工业过程监控系统设计  21-41
  2.1 Agent及MAS  21-25
    2.1.1 Agent的概念及分类  21-23
    2.1.2 MAS的定义、特点及组织结构  23-25
  2.2 基于MAS的过程监控系统结构  25-35
    2.2.1 数据服务Agent  28-29
    2.2.2 PCA统计分析Agent  29-30
    2.2.3 回路性能评价Agent  30-31
    2.2.4 异常参数趋势Agent  31-33
    2.2.5 结果解释Agent  33
    2.2.6 任务管理Agent  33-34
    2.2.7 人机交互Agent  34-35
  2.3 基于MAS的过程监控系统中Agent的协调  35-40
    2.3.1 MAS的交互方式与协作问题  35-36
    2.3.2 多Agent间的协作策略  36-38
    2.3.3 基于MAS过程监控系统中Agent间的协调  38-40
  2.4 本章小结  40-41
第三章 基于MAS的工业过程监控系统实现  41-63
  3.1 系统开发环境  41-44
    3.1.1 FIPA组织及FIPA标准  41
    3.1.2 FIPA标准体系结构  41-42
    3.1.3 FIPA标准的多Agent通信机制  42-43
    3.1.4 编程环境  43-44
  3.2 系统关键技术及代码实现  44-62
    3.2.1 多线程技术  44-46
    3.2.2 MATLAB Builder for Java的使用  46
    3.2.3 Agent的代码实现  46-48
    3.2.4 通信语句的关键代码  48-49
    3.2.5 数据服务Agent关键代码  49-52
    3.2.6 人机交互Agent的代码实现  52-54
    3.2.7 任务管理Agent的代码实现  54-55
    3.2.8 PCA统计分析Agent的代码实现  55-57
    3.2.9 回路性能评价Agent的代码实现  57-58
    3.2.10 异常参数趋势Agent的代码实现  58-59
    3.2.11 结果解释Agent的代码实现  59-62
  3.3 本章小结  62-63
第四章 应用实例研究  63-73
  4.1 面向TE过程的监控系统  63-68
    4.1.1 TE过程  63-66
    4.1.2 过程监控系统功能描述  66-68
  4.2 实验研究  68-71
    4.2.1 实验过程  68
    4.2.2 实验结果分析  68-71
  4.3 本章小结  71-73
第五章 结论与展望  73-75
参考文献  75-79
致谢  79-81
作者及导师简介  81-82
北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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