一、基于CORBA的软件化开放式数控系统体系结构（论文文献综述）
刘里斯[1]（2021）在《一种隐形数控软件系统及其实现方法的研究》文中认为传统数控系统的完全集成化结构和单机化工作样式已经成为制约数控系统顺应工业4.0时代发展的瓶颈问题所在。虽然当前有多个旨在打破完全集成化结构的开放式数控系统原型,但它们的开放程度受到组件技术的固有缺陷等其他因素的影响,且其开放化结构仍然是基于单机化工作样式的。今天,云平台和因特网等技术的快速发展和广泛应用为打破单机化工作样式创造了条件,使得将数控软件移植到云端并通过因特网同时控制现场端的多台设备成为可能。本文结合计算机科学、通信技术和软件工程等领域的技术成果、思想和方法,探索数控系统的网络化和相应的开放化的特点和实现方法,从而提出一种新的数控系统原型-隐形数控系统,以期为实现顺应工业4.0发展的、高度开放的、灵活的和智能的数控系统提供新思路和新方法。针对因特网上流量传输的不稳定性,本文基于缓存策略,结合数控域和网络化应用的特点,设计了隐形数控系统的跨远端、现场端和移动端的分布式部署样式。该部署样式在保证数控系统的强实时运行时环境需求的同时,能够最大化精简现场端控制设备的结构和功能。其次,结合部署样式的特点,设计了隐形数控系统的运营模式。通过引入运营商角色实现提供者和消费者之间的发布-查找-绑定模式的动态多对多配对。然后分析了部署样式和运营模式的约束下,数控域的开放性特征:数控功能模块的部署独立性、互操作性、可伸缩性、可复用性和在此基础上的数控能力的可定制性和与被控设备之间的可动态配置性。进而根据工作样式的特点和开放性特征,提出了隐形数控软件系统基于面向服务思想的实现机制,并对其业务域进行了分解:与传统数控软件相比,隐形数控软件的数控域是由多个提供者以数控服务的形式实现的,并且除数控域外,隐形数控软件系统还包含负责注册、管理和编配数控服务的运营商业务域。采用面向领域驱动设计的微服务架构思想开发了实现运营商业务域的隐形数控平台,在实现其功能性属性外,还实现了良好的伸缩性、演化性、健壮性和可维护性等非功能性属性。首先,根据限界上下文概念拆分了隐形数控平台的业务逻辑和行为,从而定义了四个隐形数控平台微服务,并设计了它们之间的映射模型,确定了隐形数控平台的总体结构。然后根据每个微服务的具体业务逻辑和业务行为的特点,分别研究其实现方法。为了提高微服务的响应能力,应对网络质量和流量的不稳定性,隐形数控平台微服务的实现采用了命令查询责任分离模式和大量的异步调用方法。最后,对隐形数控平台微服务进行了单元测试和响应并发访问的性能测试。为了研究数控服务的实现,本文以数控解释域为例,开发了数控指令解释服务。针对当前解释器的扩展性和适应性低的问题,本文通过分析数控语言的语言规范的特点,将解释器分为标准和特有两种,并提出一种解释功能由一个标准解释器和一个特有解释器动态组合而成的解释机制。此外,本文通过开发独立的具有容错机制的语义分析器和操作指令处理器,提高了解释器的解释性能。基于解释机制和解释器的实现,开发了数控指令解释服务,并编写了测试前端对数控指令解释服务的解释功能可配置性和解释性能进行了测试。最后,本文开发了隐形数控桌面客户端和其相应的API网关作为测试前端,结合数控指令解释服务,对隐形数控平台的用例进行了系统整体测试。进而,结合工件实例,使用隐形数控软件系统完成了从数控能力的定制和操作,到根据网络地址动态传输加工指令,再到现场端解码加工指令实现加工的整个加工过程操作,验证了本文所提出的隐形数控系统的工作样式和其软件系统面向服务思想的实现机制的可行性。
左家兴[2]（2021）在《实时通信中间件设计与实现》文中指出通信中间件对上层应用软件提供了标准的接口服务,具有屏蔽底层复杂的多链路信息的功能,能够有效提高程序开发效率,解决软件之间、软件与底层操作系统之间的耦合性问题,在分布式雷达通信领域具有重要的研究价值。传统的通信中间件架构大多以客户端服务器模型为基础,采用远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）机制实现节点之间的数据交换。基于这种架构实现的通信系统,存在数据交换的效率低、耦合性强、传输方式单一等问题,不能满足未来雷达通信发展的需求。因此,本文针对传统通信中间件存在的以上问题,开展了一种低时延、松耦合的通信中间件的研究。重点研究了实时通信中间件的软件架构、关键模块的设计方案、实时数据传输的优化方法以及在多个平台上搭建测试环境对其性能进行验证,主要研究内容如下:1.针对传统通信中间件各通信节点动态加入、动态退出的功能难以实现,数据传输的实时性差等问题,基于数据分发服务（Data Distribution Service,DDS）的技术规范,设计了以主题为索引的实时通信中间件软件架构,为分布式实时数据传输提供了良好的运行环境。2.针对传统通信技术中各通信节点的耦合性强,实时数据传输的灵活性差等问题,基于以数据为中心的发布订阅（Data-Centric Publish-Subscribe,DCPS）机制,设计了兼容发布/订阅机制的信息库模块,解决了数据的异步传输及通信节点的强耦合问题。3.针对多样化的数据传输模式在传统通信中间件上难以实现的问题,研究了数据缓存模型以及多线程并发技术,设计了相互独立的数据缓存模块、多路数据收发模块,实现了多样化的数据传输模式。最后,本文在通用计算机平台、嵌入式TL5728平台及嵌入式Jetson TX2平台,搭建了测试环境,从实时性、耦合性及平台无关性方面对实时通信中间件进行验证。结果表明,本文设计的通信中间件能够发挥松耦合特性,在实时性方面,相比于Open DDS,获得了7.80%的提升。搭建混合测试平台,并基于行人目标检测算法的实测数据,验证了实时通信中间件在混合平台间的数据交互。
宋铠钰[3]（2020）在《基于信息互联的数字化车间智能化关键技术研究》文中研究表明随着网络和信息技术的迅猛发展,智能化、网络化和绿色化已渐渐成为制造业发展的重要方向,数字化车间也逐渐从数字化向智能化转变,为智能制造做准备,因此数字化车间智能化技术也备受关注。本文以面向智能制造的数字化车间为研究对象,对其智能化技术进行了深入研究。论文的主要研究内容如下:（1）提出了面向智能制造的数字化车间智能化技术体系架构。为数字化车间向智能化车间转变提供了新的研究思路与方向。智能技术特征、智能功能特征和智能网络特征共同支撑起了该架构。其中,智能技术特征用来描述数字化车间内现场设备、生产管理和信息知识三个层面的智能化要素和水平,也是三个层面所具有的功能技术和网络技术的智能化界定基础。智能功能特征则给出了数字化车间内生产制造及计划管理等各层面所应具有的智能化功能技术的整体架构与描述。智能网络特征主要描述了数字化车间为实现智能制造所应具备的基本信息模型、网络架构和信息共享机制。（2）针对存在于数字化车间生产制造中数字化控制设备及其与业务管理系统间的数据交换和共享中的问题,基于分层建模的方法和面向服务的集成技术,首次提出了一种面向智能制造数字化车间制造过程的信息互联架构。以数字化车间制造过程信息为对象,定义了基于XML（Extensible Markup Language）语言的工单定义格式（Worksheet Definition Format,简称WDF）和过程消息格式（Process Message Format,简称PMF）。构建WDF信息组织结构,将数字化车间生产制造及计划管理等各层面数据信息按照合理的逻辑组织关系统一描述在WDF文件中,以实现信息的高效传递和共享。基于WDF资源驱动机制可实现生产节拍平稳控制。同时,通过WDF信息互联模型可解决不同厂商设备异构和平台差异性问题,做到真正意义上的开放式互联共享机制。（3）创新性的设计了一种基于复杂工艺路径规划模型的智能调度方法。目前数字化车间为实现柔性化作业管理而采用的智能调度技术,往往都是在依据人工经验确定的固定的工艺路径及工序设定的基础上进行的,会导致车间内现场设备没有被充分利用,生产效率有再被提高的可能性。因此,基于有向无环图的理论提出了一种针对复杂工艺的工艺路径规划模型,即PR-AOV网和PP-AOE网。PR-AOV网对复杂工艺进行拓扑排序寻找出所有可能的工艺路径,再通过PP-AOE网计算出这些工艺路径的关键路径。将该模型与人工智能算法（如遗传算法）结合,实现柔性作业车间内的准静态智能调度和动态智能调度。此方法为实际生产中具有复杂工艺的智能调度提供了全新的思路和方法。（4）首次提出了通过主轴电流杂波成分识别复杂工况铣刀磨损状态的研究思想。目前针对刀具磨损监测的研究方法众多,其中主轴电流监测方法由于不影响到机床的正常加工而被广泛采用,但目前方法很难适用于复杂工况下的刀具磨损监测,限制了其在实际工业环境中的应用。针对主轴电流受切削工艺参数影响无法适应复杂工况条件下刀具磨损监测的问题,本论文开创性的提出了一种基于主轴电流杂波和深度卷积神经网络的复杂工况下刀具磨损监测方法。通过剔除电流信号中反映切削参数变化的相关信息,保留与刀具磨损状态相关性强的杂波成分,并基于深度卷积神经网络设计一种Le Net-WSRMC网络,自适应地挖掘主轴电流杂波中蕴含的刀具磨损状态特征,并通过实验验证了该方法的有效性。（5）基于上述理论和方法研究,围绕面向智能制造的数字化车间信息互联架构及其智能功能搭建了仿真验证平台,基于客户机/服务器（C/S）模式完成两种数字化车间网络架构中MES层和SCADA监控层应用程序的开发,构建了数字化制造车间MES层、SCADA层和设备层三层网络架构。并在该信息互联架构软件环境下对本文提出的信息交互机制、WDF模型、PMF模型,WDF信息组织架构及基于复杂工艺路径规划模型的智能调度方法进行仿真验证。最后,将本文提出的面向智能制造的数字化车间信息互联模型及信息共享机制在北京北一机床有限公司数字化制造车间进行了应用验证通过仿真平台与现场验证,证明了本文的研究成果的可行性、适用性及有效性。
张丽[4]（2020）在《软件化雷达算法组件的设计和应用》文中研究说明随着计算机软件和集成电路技术的迅速发展,传统基于硬件板卡定制设计的雷达研发模式呈现出开发效率低、复用性差等诸多弊端。具有“需求可定义、硬件可重组、软件可重构”等特点的软件化雷达应运而生。本文分析了软件化雷达的层次架构和算法组件的开发方案,给出了基于通用平台的组件代码自动化生成及组件自动化测试等功能的设计方案,并基于实际雷达的需求和处理流程,验证了本软件化雷达组件设计方法的可行性和高效性。本文首先分析了当前软件化雷达的发展现状和目前主流的算法组件开发模型,详细阐述了软件化雷达的层次架构及各层的功能和设计,给出了软件化雷达算法组件的设计需求。其次本文介绍了算法组件的分类和设计,包括算法组件功能划分、粒度划分、组件层次结构、数据流格式和参数设计等,详细阐述了算法组件中XML描述文件的设计,同步、异步参数的实现方式及这种设计对算法实时性的意义,算法组件的经典三层结构的设计等,举例分析了信号处理、数据处理、功能类、计算类、解析类和通信类六类标准算法组件的实现,给出了通信中间件提供的通用API接口的作用和算法组件中通信中间件对接层的设计,阐述了调用不同计算函数实现的算法组件在效率上的差异,描述了组件代码自动生成功能以及自动化测试功能的设计,并对脉冲压缩、旁瓣相消和恒虚警等组件进行了功能和效率的验证。最后根据现有软件化雷达系统平台提供的标准化组件,搭建了以高性能通用处理器为计算节点,符合某预警探测雷达需求标准、处理流程和工作模式的雷达方案,验证了标准化组件搭建系统的可行性和高效性。另外使用基于代码自动生成功能开发的用户自定义组件,搭建了某目标识别雷达的方案并验证其正确性、可靠性和实时性。两套方案的结果显示,目前软件化雷达的算法组件可达到工程中的指标要求,具有很好的市场前景。
刘建康[5]（2020）在《面向集群部署的微服务架构数控系统研究》文中提出智能数控机床可以在保证加工精度、提高机床加工效率的基础上,减少人工操作干预、降低对操作人员的专业能力需求,是实现智能车间、无人工厂的必要条件,为解决人口老龄化加剧、高级技能人才不足等社会问题提供了有效途径。当前,主流市场上的数控系统仍然采用封闭式体系结构,因多源信息接入能力差而导致不能生成有效的智能决策,在制造系统中只能充当一个被动执行的角色,越来越不能满足柔性化、敏捷化、定制化的生产需求。因此,本文以实现智能数控加工车间为目标,设计开发了基于微服务架构的开放式数控系统。采用边缘计算的思想,在车间层部署云计算平台,满足万物互联背景下车间工业大数据低时延传输和处理需求,为车间智能化提供大规模并行计算能力。在此基础上,基于控制系统即服务（Control System as a Service,CSaa S）的理念,将车间内的设备控制系统集成在边缘云计算平台中,形成一个车间集群控制系统方案。继而面向车间集群控制系统提出了基于微服务架构的开放式数控系统体系结构,构建了基于微服务架构的数控系统设计技术框架。采用领域驱动设计思想,将数控系统拆分为一系列松散耦合、独立部署的微服务,并利用着色Petri网对数控系统微服务架构进行形式化建模和仿真,验证了系统架构的可行性。微服务是微服务架构数控系统的基本构成单元,开发工作也以微服务为单位实现团队分工。为了协调不同团队的开发工作,提出了基于消费者驱动契约的数控微服务开发模式,制订了具有标准语义的微服务接口契约,并建立了基于IEC 61499功能块的数控微服务层次结构模型。基于上述微服务接口契约和结构模型,分别开发实现了四个基础数控微服务:NCK微服务、Gcode微服务、RTE微服务和HMI微服务。为了在集群环境中保证数控系统实时性需求,对数控系统任务进行了类型划分,并制定了多核处理器分组调度策略。针对数控系统中具有生产者/消费者关系的数据流任务提出了反馈调度策略,通过实时监测缓存数据消耗速度,调整生产者任务的执行周期,使缓存中数据余量保持动态平衡,避免数据断流现象。针对数控系统硬实时任务,研究了任务可调度性、执行周期、延迟对控制系统稳定性和控制质量的影响。为保证分配到同一组CPU核心上的实时任务的可调度性,提出了基于响应时间的实时任务周期分配方法和基于处理器利用率的启发式周期优化方法。提出了基于容器技术的微服务架构数控系统可重构配置策略,为智能功能的灵活扩展奠定了基础。车间集群控制系统运行在一个工业服务器集群中,本文将集群节点划分为数控节点、数据节点和Web服务节点等,分别实现设备控制、大数据处理、Web服务等功能。微服务架构数控系统基于Kafka、Docker、Kubernetes等技术部署在数控节点中,并通过Ether CAT等实时以太网控制数控机床等设备。采用万兆数据网络、千兆管理网络、实时以太网、车间无线网络共同构成了车间集群控制系统网络,并对车间内的实时以太网拓扑结构和可靠性与容错技术进行了研究。最后采用一台工业服务器和两台数控机床搭建了微服务架构数控系统实验平台,并进行了相关性能测试和加工实验,验证了整体系统方案的可行性。
杨啸[6]（2019）在《基于RTX64的开放式运动控制器关键技术研究》文中认为“中国制造2025”对高端装备制造提出了网络化、数字化、智能化的要求。运动控制器作为智能工厂的终端控制节点,广泛应用于控制智能设备。在开放式架构中,软件化的运动控制器被认为是理想型解决方案。根据可伸缩、可配置、柔性化、模块化的需求,本文设计了基于RTX64的开放式运动控制器,重点探讨了控制器的架构设计、实现方案、同步策略、控制算法等核心模块,旨在实现开放性好、稳定性高、扩展性强的通用运动控制平台。本文主要的研究工作如下:首先,通过分析控制器的功能与性能需求,选取“Windows7+RTX64”为系统开发平台,选用实时工业以太网EtherCAT总线技术实现软控制器与从站设备的通讯,并完成了控制系统的分层架构设计与功能模块划分。其次,讨论了开放式控制器中多进程与多线程的实现方式,主要研究了进程的运行环境与进程间交互方案,提出了多线程设计与调度方案。在分析控制器事件流执行、数据流传递的基础上,设计了运动控制中位置信息的传递流程。基于模板方法设计模式,实现了控制器的原点复位功能。接着,研究了控制器的同步策略与通讯模型,设计了抽象同步基类,实现对多种同步机制的统一管理。采用环形队列降低多线程间的强耦合,针对线程间数据类型差异化,设计了基于模板类的环形队列。然后,设计了连续轨迹插补控制算法,实现了指令预处理与轨迹预处理,分析了拐角过渡条件与性能,选用直线过渡方案。针对前瞻算法失效的问题,提出优化策略。建立速度规划数学模型,使用双向扫描、动态规划、二分调节等算法,确定最优规划速度。最后,为测试开放式运动控制器的可行性,搭建了两个实验平台,对控制器的基本功能、控制性能进行全面测试,并将控制器应用于3D打磨、视觉点胶等实际工程。实验结果与工程应用效果验证了控制器的稳定性与开放性。
翟振坤[7]（2018）在《面向服务的开放式数控系统设计关键技术研究》文中认为工业4.0时代,随着以云计算、物联网等新一代信息技术与虚拟化、网络化等先进制造模式的深度融合,制造系统的智能化水平大大提升。制造系统中生产要素的快速流动与配置、市场需求的瞬息万变以及个性化、多样化产品的大批量定制,要求数控系统具备更高层次的开放性、灵活重构和快速集成能力,这将导致数控系统体系结构和设计理念的新变革。为适应制造领域新的发展需求,本文提出一种面向服务的开放式数控系统设计方法,并针对面向服务的数控领域建模语言设计、数控服务组合语义形式化建模与验证、服务组合模型多目标优化设计等关键问题进行了深入的分析和研究。论文首先针对数控功能的服务化封装,组合语义建模等面向服务系统设计实施过程中的核心问题,提出面向服务的开放式数控系统设计框架,其通过结合领域建模、形式化语义描述和多目标优化等关键技术,遵照服务建模、服务组合与验证、组合模型优化的系统设计流程,将各阶段的设计工作集成到统一的框架中。遵循所提设计框架,通过构建数控服务模型和服务组合模型,基于形式化模型检验技术实现对系统规约的自动化验证,利用多目标优化方法实现高服务质量下的数控服务组合模型的优化设计,保证面向服务架构下数控系统设计的顺利实施。如何进行面向服务的应用系统建模是实现面向服务设计的关键环节。针对这一问题,本文通过深入研究IEC 61499参考模型与面向服务架构间的映射关系,提出利用领域建模技术来解决面向服务的数控系统设计过程中的应用系统建模问题。面向服务的领域元模型设计是实现面向服务的数控领域建模的关键任务,为保证元模型的精确性,本文采用形式化描述方法来指导元模型的设计,基于多维关注分离、端口和接口嵌套等设计策略,分别对数控领域特征、IEC 61499参考模型和SOA组成要素等不同侧面的子领域信息进行元模型设计,通过定义各方面信息间的映射与关联规则,最终构建具备多元信息融合特征的、面向服务的复合化数控领域元模型。服务组合问题是服务集成的关键和难点,在服务组合的建模过程中,需要对数控服务间的组合语义进行精确描述,定义组合服务中各个组件服务的执行顺序与交互过程。本文基于计算模型对数控服务的组合语义进行研究,在语义建模阶段,选择同步反应（SR）、离散事件（DE）、时间多任务（TM）等三类典型的实时并发计算模型来实现数控服务组合语义的建模,通过计算模型间的组合、连接或嵌套可实现层次化异构的语义描述。对于服务组合模型的验证,基于混合计算树逻辑对系统规约进行描述,基于逆向带权广度优先搜索标记模型检测算法验证服务组合模型需要满足的实时性、安全性等系统约束条件。在以服务为基本元素搭建数控应用的过程中,一个特定的需求往往对应大量功能匹配的候选服务组合方案。在这种情况下,如何从大量功能匹配的候选服务组合方案中选择一个满足用户的全局服务质量约束,且质量最优的组合方案是设计空间搜索问题。本文从多目标优化角度出发,以加工误差、加工速度和资源利用率等不同方面的服务质量为参考,建立面向数控服务组合的多目标优化模型,同时为提高复杂搜索空间中最优解的求解效率,提出利用具备改进协同进化算子和次优解筛选机制的扩展型多目标进化算法实现对优化问题的智能、高效求解。最后,为了无缝集成需求分析、建模、验证和部署等不同阶段的设计活动,本文给出了包含建模工具、模型转换工具以及目标平台适配工具等在内的支撑工具集的实现方法,便于设计人员快速定制、搭建不同类型的数控系统。以一个PCB全自动微钻开槽机数控系统设计为例,基于C/S架构和多层次功能抽象给出了系统具体的软硬件实现方案。以服务集成的方式构建了核心控制单元服务组合模型,利用所提模型检验与多目标优化方法对组合模型进行了验证和参数优选。以某特定型号的微钻为例,对所构建的控制系统的实际加工效果进行了测试,验证了本文所题设计方法的可行性和有效性。
叶百胜[8]（2016）在《基于RTX的开放式数控系统研究》文中认为随着信息技术的快速发展,现代数控机床中的数控系统逐渐向开放式软件发展。开放式数控系统已成为数控技术研究的重要方向。本文研究基于RTX（Real Time Executive）的开放式数控系统,直接通过软件算法来控制计算机的硬件结构,完成数控系统中的强实时任务。研制的开放式数控系统软件,无需专用的运动控制卡,减少了数控系统中的硬件需求,同时更有利于数控系统的移植开发,增强数控系统软件的通用性。本文研究的主要内容及取得成果如下:一.介绍数控系统对强实时性的要求,深入剖析了Windows通用操作系统在强实时性方面的局限性。综合研究分析后,确定了以Windows XP操作系统和Interval Zero的RTX软件来修改和扩展通用操作系统硬件抽象层的基本体系结构,它们作为研制开放式数控系统软件的开发平台。二.RTX开放式数控系统软件中是以VC6.0为集成开发环境,采用功能模块化的方法来建立开放式数控系统的软件体系结构。利用系统软件中多线程来完成数控加工中多任务的处理,再使用Win32或RTSS进程中创建共享内存来进行进程之间的通信,并搭建了以计算机并行端口为控制信号输入输出接口的数控硬件体系结构,完成开放式数控系统软件的基本功能。三.研究了数控系统中各模块功能的实现算法,采用数据采样法来实现多轴联动的实时插补;针对传统的S型加减速规划后,实时插补连续小线段后会留有残余误差,提出的离散S型加减速控制规划算法解决了这一个问题,同时又针对了传统的连续小线段每段末尾处速度降为零或通过连续两小线段之间的夹角作为运动约束进行转折的过渡策略,研究了利用圆弧衔接连续小线段之间的拐角,并通过连续小线段之间被约束的圆弧求得最优的离散速度值,平滑衔接连续小线段拐角的速度。这样两者结合之后可以使得数控机床在较高速度下获得较高的精度和柔韧性;依据数字积分插补思想研究了数字—脉冲转变方法来实现位置控制。四.对所开发的数控系统软件在建立的数控硬件上进行实验。验证各个模块的功能,再对整个数控系统软件进行完整的加工来验证整个系统的可行性,并对实验结果进行分析。
张函[9]（2014）在《基于MAS的开放式数控系统体系结构研究》文中进行了进一步梳理随着信息技术和控制技术的不断发展，机械制造业的生产规模不断扩大，设备复杂度不断增加，用户的加工需求也呈现出多样化和个性化的发展趋势，传统的专用封闭式体系结构在并行处理及异构系统的集成、移植和伸缩性上都已无法满足现实需求，严重制约了数控系统的发展。为适应机械制造业的发展需求，国内外相继提出了多种开放式数控系统体系结构模型。这些模型大多从工程的角度对传统设计方法进行了改进，虽然在一定程度上满足了数控系统的高性能、高适用性特征，但都缺乏对系统智能化设计需求的考虑。MAS理论是分布式人工智能领域的重要系统建模思想，源于对人类社会结构和群体性行为的仿真。MAS系统由多个具有自主决策能力的独立Agent组成，并通过特定的协商手段协同完成具有分布式特征的系统任务，具有良好的分布性、自主性和协调性。综上所述，本文开展基于MAS的开放式数控系统体系架构方法及相关智能技术的研究，将MAS理论与开放式数控系统体系结构的设计过程相结合，利用MAS理论在系统建模上表现出的良好分布性、柔性、异步性特征来匹配数控系统的开放式设计需求，在提升系统的集成、处理能力的基础上，有效提高了系统的整体智能化程度。论文的主要研究内容包括以下几方面：1.基于MAS的开放式数控系统体系结构模型研究。针对开放式数控系统体系结构的高度智能化需求，开展对开放式数控系统体系结构智能化设计方法的研究工作。论述了将MAS理论应用于开放式数控系统体系结构建模的可行性和先进性，在分析开放式数控系统的工作原理和数据流程基础上，提出一种基于MAS的开放式数控系统体系结构模型，该结构模型采用分层设计方法，不仅可以满足开放式系统在体系结构上的可重构性、可扩充性和可移植性需求，而且可以利用分布式人工智能领域其他的智能理论提升系统的整体智能化程度。2. Agent个体模型研究。在分析Agent拟人性特征基础上，论述了Agent的社会属性，以及Agent社会属性对于Agent群体性行为的影响，开展对Agent个体建模方法的研究。针对现有Agent建模方法对于Agent社会属性表达方面的不足，对传统BDI-Agent模型进行了扩展，增加了反映Agent社会属性的要素，提出一种基于社会属性扩展的SBDI-Agent模型和基于Petri-Net的SBDI-Agent模型表示方法。利用Petri-Net良好的图形化描述能力，可以简单、清晰地对Agent心智状态的改变进行建模和分析检验，其异步、并发、模糊性等特征也与Agent的自身特点十分吻合。3. MAS知识模型研究。在分析基于MAS的开放式数控系统中知识的复杂、异构、模糊特征基础上，开展对MAS系统知识建模方法的研究。提出一种基于加权模糊Petri网的MAS系统知识模型，并提出基于该模型的双向约减推理算法和免疫学习算法。加权模糊Petri网是一种图形化的系统建模分析工具，既具备图形的直观性，也具备数学的可推理性，且对模糊产生式规则有良好的描述能力。双向约减推理算法通过逆向推理确定与决策目标有关的规则或条件，对WFPN进行化简，缩小问题求解空间，能够有效避免推理陷入局部极小的误区。基于抗原相似浓度优化的免疫学习算法，能够在知识处理过程中发现和学习新的知识规则，使得知识库能不断的更新、完善。对比实验结果验证了本文提出的推理算法在推理速度和推理精度方面优势明显，免疫学习算法在网络训练和学习效率上也表现出速度快、精度高等优势。4. MAS通信机制研究。在分析MAS通信特征和通信过程的基础上，开展面向MAS通信机制设计方法的研究。提出一种消息传递与黑板模式相结合的混合式通信模型、通信语言标准化封装方法和不良通信状态的检测方法。在混合式通信模型中，对于控制相关信息采用黑板通信模式，数据相关信息采用信息交换的直接通信模式，解决了不同类型通信信息在信息存储和调度频度等方面的不同需求。基于XML描述的KQML通信语言标准，解决了KQML标准在ACL消息解析、通信有效性检查机制和移植性等方面表现出的缺点。基于压迫行为模式的通信状态度量方法和Agent角色划分机制，能够从不同层次，不同角度对系统的整体压迫状态进行评估和分析。实验结果证明本文提出的度量方法能够准确的定位和消除引起MAS通信失衡状态的不良通信结构，提高了系统的通信效率和整体服务质量。5. MAS协商机制研究。在分析MAS协商的概念、特征和协商过程基础上，开展对MAS协商机制的研究。对比目前主流协商方法间的异同和优缺点，提出一种基于对手协商偏好预测让步的MAS协商机制，分别设计了可效用补偿和不可效用补偿议题的联合效用值计算方法，避免了因非补偿性效用值局部过小导致的协商资源浪费。该协商机制借鉴了双赢型协商策略的思路，将Agent个体的心理属性作为影响协商结果的要素之一，通过推测交互对手的协商偏好来动态修改自身权值，从而解决了因个体效用执着而导致协商失败的问题。
石毅[10]（2014）在《高档数控技术的发展趋势预测》文中研究表明本文从高档数控技术的现状开始介绍,重点分析了加工制造业的未来发展趋势,并以目标驱动的分析方法根据加工制造业的发展趋势进一步探讨了高档数控技术的发展需求,进而深入分析了核心的两个关键技术——高档数控系统技术和交互式协同加工技术,并给出了一些实用的发展建议。
二、基于CORBA的软件化开放式数控系统体系结构（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于CORBA的软件化开放式数控系统体系结构（论文提纲范文）
（1）一种隐形数控软件系统及其实现方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的与意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 本文研究的目的与意义 |
| 1.2 开放式数控系统的研究现状及开放化程度分析 |
| 1.2.1 硬件实现平台的研究现状 |
| 1.2.2 数控软件系统的研究现状 |
| 1.2.3 开放化程度的分析 |
| 1.3 网络化数控系统的研究现状 |
| 1.4 隐形数控系统实现面临的主要问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 隐形数控系统的概念及其总体结构的研究 |
| 2.1 隐形数控系统工作样式的设计 |
| 2.1.1 隐形数控系统的部署样式 |
| 2.1.2 隐形数控系统的运营模式 |
| 2.2 隐形数控软件系统开放性特征的分析 |
| 2.3 隐形数控软件系统实现机制的研究 |
| 2.3.1 数控功能模块的实现机制 |
| 2.3.2 数控能力的实现机制 |
| 2.4 隐形数控系统实现的可行性分析 |
| 2.4.1 数控域分布式部署的可行性分析 |
| 2.4.2 基于因特网通信的可行性分析 |
| 2.4.3 隐形数控软件系统面向服务思想的实现机制的可行性分析 |
| 2.5 隐形数控系统的概念和总体结构 |
| 2.5.1 隐形数控系统的概念和特点 |
| 2.5.2 隐形数控系统的总体结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 隐形数控平台的研究与实现 |
| 3.1 隐形数控平台的系统设计需求分析 |
| 3.1.1 业务需求分析 |
| 3.1.2 用户需求分析 |
| 3.1.3 功能需求分析 |
| 3.2 隐形数控平台总体结构的设计 |
| 3.2.1 领域驱动设计的概述 |
| 3.2.2 隐形数控平台微服务的拆分和定义 |
| 3.2.3 隐形数控平台的总体结构 |
| 3.3 隐形数控平台微服务的实现 |
| 3.3.1 身份与访问微服务 |
| 3.3.2 服务粒度微服务 |
| 3.3.3 注册微服务 |
| 3.3.4 数控能力微服务 |
| 3.4 隐形数控平台微服务的单元测试和性能测试 |
| 3.4.1 单元测试 |
| 3.4.2 性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 数控指令解释服务的研究与实现 |
| 4.1 数控解释器的概述 |
| 4.1.1 数控语言的概述 |
| 4.1.2 语言处理器概述 |
| 4.1.3 当前数控解释器存在的问题 |
| 4.2 解释功能可动态配置的实现机制的研究 |
| 4.3 原子解释器的实现 |
| 4.3.1 词法&语法分析器 |
| 4.3.2 语义分析器 |
| 4.3.3 合成处理器 |
| 4.4 复合解释器的实现 |
| 4.5 数控指令解释服务的实现与测试 |
| 4.5.1 数控指令解释服务的实现 |
| 4.5.2 数控指令解释服务的测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 隐形数控软件系统的测试与验证 |
| 5.1 隐形数控软件系统前端的研究与实现 |
| 5.2 隐形数控平台的系统测试 |
| 5.2.1 提供者发布/更改/删除数控服务用例测试 |
| 5.2.2 消费者订阅/取消订阅数控服务用例测试 |
| 5.2.3 消费者定制/更改/操作数控能力用例测试 |
| 5.3 隐形数控软件系统可行性的验证 |
| 5.3.1 定制和操作铣削数控能力 |
| 5.3.2 传输和缓存加工指令 |
| 5.3.3 绘制刀具路径 |
| 5.3.4 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）实时通信中间件设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 传统通信技术局限性 |
| 1.1.2 中间件技术研究意义 |
| 1.2 通信中间件研究现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的研究内容及组织结构 |
| 第二章 通信中间件技术研究及通信时延分析 |
| 2.1 常用通信模型分析 |
| 2.1.1 点到点通信模型 |
| 2.1.2 客户端/服务器模型 |
| 2.1.3 发布/订阅模型 |
| 2.2 数据分发服务DDS |
| 2.2.1 DDS原理及其规范 |
| 2.2.2 DDS核心模块分析 |
| 2.2.3 DDS服务质量策略的研究 |
| 2.3 通信中间件数据传输时延分析及优化方法 |
| 2.3.1 通信中间件数据传输时延分析 |
| 2.3.2 实时数据传输优化方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 实时通信中间件总体设计 |
| 3.1 实时通信中间件需求分析 |
| 3.2 通信中间件总体架构设计 |
| 3.2.1 总体架构 |
| 3.2.2 应用接口层 |
| 3.2.3 模块管理层 |
| 3.2.4 传输控制层 |
| 3.3 通信中间件服务质量策略(QOS)设计 |
| 3.3.1 Qos模型分析 |
| 3.3.2 Qos设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实时通信中间件分模块设计 |
| 4.1 信息库模块设计 |
| 4.1.1 基本信息设计 |
| 4.1.2 信息库模块接口设计 |
| 4.1.3 信息库模块处理流程 |
| 4.2 发布/订阅模块设计 |
| 4.2.1 发布/订阅接口设计 |
| 4.2.2 发布/订阅工作流程 |
| 4.3 数据缓存模块设计 |
| 4.3.1 数据缓存模型设计 |
| 4.3.2 数据流的写入流程 |
| 4.3.3 数据流的读取流程 |
| 4.4 多路数据收发模块设计 |
| 4.4.1 一对一模式 |
| 4.4.2 一对多模式 |
| 4.4.3 多对一模式 |
| 4.4.4 多对多模式 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实时通信中间件验证及结果分析 |
| 5.1 实时通信中间件性能验证及结果分析 |
| 5.1.1 实时性 |
| 5.1.2 耦合性 |
| 5.1.3 平台无关性 |
| 5.2 基于混合平台的通信中间件验证及结果分析 |
| 5.2.1 实验测试数据 |
| 5.2.2 实验测试方案 |
| 5.2.3 实测数据处理结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 本文总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）基于信息互联的数字化车间智能化关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 数字化车间是制造业向着智能化发展的基础 |
| 1.1.2 制造过程信息的互联互通是制造车间智能化的关键 |
| 1.1.3 信息模型是互联互通的基础 |
| 1.1.4 制造车间智能化技术是实现智能制造的核心技术 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数字化车间智能化技术及应用研究现状 |
| 1.2.2 数字化车间信息模型研究现状 |
| 1.2.3 信息集成研究现状 |
| 1.2.4 数字化车间智能调度研究现状 |
| 1.2.5 数字化车间智能监控研究现状 |
| 1.2.6 国内外研究现状分析 |
| 1.3 课题来源及主要主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题的主要研究内容 |
| 1.4 论文研究内容的总体框架 |
| 第2章 面向智能制造的数字化车间智能化技术体系架构研究 |
| 2.1 面向智能制造的数字化车间的智能化技术体系架构 |
| 2.1.1 智能技术特征 |
| 2.1.2 智能功能特征 |
| 2.1.3 智能网络特征 |
| 2.2 面向智能制造的数字化车间互联网络体系结构 |
| 2.3 面向智能制造的数字化车间信息交互机制 |
| 2.3.1 工单定义格式 |
| 2.3.2 过程消息格式 |
| 2.3.3 解析器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 面向智能制造的数字化车间信息模型研究 |
| 3.1 面向智能制造数字化车间制造过程信息互联架构 |
| 3.2 工单定义格式(WDF) |
| 3.2.1 功能模型 |
| 3.2.2 资源模型 |
| 3.3 WDF信息组织结构 |
| 3.3.1 纵向嵌套规则 |
| 3.3.2 横向链接规则 |
| 3.4 资源驱动机制 |
| 3.5 WDF的生命周期 |
| 3.6 过程消息格式(PMF) |
| 3.6.1 消息族 |
| 3.6.2 信息交互模式 |
| 3.6.3 消息传递级别 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于复杂工艺路径规划的数字化车间智能调度研究 |
| 4.1 高级计划与排程(APS)概述 |
| 4.1.1 APS的构成 |
| 4.1.2 APS的定位 |
| 4.2 数字化车间调度问题研究 |
| 4.2.1 传统作业车间调度问题描述 |
| 4.2.2 柔性作业车间调度问题描述 |
| 4.3 工艺路径规划模型 |
| 4.3.1 PR-AOV网络 |
| 4.3.2 PP-AOE网络 |
| 4.4 基于工艺路径规划模型的多目标柔性作业车间调度方法 |
| 4.5 数字化作业车间的准静态与动态调度 |
| 4.5.1 准静态调度 |
| 4.5.2 动态调度 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于主轴电流杂波的刀具磨损状态智能识别研究 |
| 5.1 主轴电流杂波映射刀具磨损机理 |
| 5.1.1 铣削力与刀具磨损关系 |
| 5.1.2 主轴电流与铣削力关系 |
| 5.2 铣刀磨损状态的智能识别方法 |
| 5.3 深度卷积神经网络模型 |
| 5.3.1 输入层 |
| 5.3.2 卷积层 |
| 5.3.3 池化层 |
| 5.3.4 全连接层 |
| 5.3.5 输出层 |
| 5.3.6 损失函数 |
| 5.3.7 反向传播算法 |
| 5.4 试验验证 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 实验数据集 |
| 5.4.3 实验结果讨论与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 验证与分析 |
| 6.1 现场验证 |
| 6.1.1 企业概述 |
| 6.1.2 企业数字化车间信息互联存在的问题分析 |
| 6.1.3 验证现场环境 |
| 6.1.4 验证方案 |
| 6.1.5 验证步骤及过程 |
| 6.2 仿真平台验证 |
| 6.2.1 系统架构及开发工具的选择 |
| 6.2.2 MES应用程序 |
| 6.2.3 SCADA应用程序 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 常用数据类型的描述和编码 |
| 附录B Function类可能包含的属性和元素 |
| 附录C Resource类可能包含的属性和元素 |
| 附录D PMF消息可能包含的属性和元素 |
| 附录E 典型零件的图纸与工艺 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）软件化雷达算法组件的设计和应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 软件化雷达研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 组件的意义及现状 |
| 1.3.1 组件的意义 |
| 1.3.2 组件研究现状 |
| 1.3.3 软件化雷达组件设计需求 |
| 1.4 论文的主要工作和结构安排 |
| 第二章 软件化雷达体系架构 |
| 2.1 开发应用层 |
| 2.1.1 集成界面 |
| 2.1.2 监控界面 |
| 2.1.3 终端显控 |
| 2.2 核心框架层 |
| 2.3 中间件层 |
| 2.4 硬件抽象层 |
| 2.5 硬件层 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 软件化雷达算法组件的设计 |
| 3.1 开发工具 |
| 3.1.1 开发环境 |
| 3.1.2 组件的依赖库 |
| 3.1.3 组件的开发语言 |
| 3.2 算法组件的分类 |
| 3.2.1 按开发方式划分 |
| 3.2.2 按功能划分 |
| 3.2.3 按粒度划分 |
| 3.3 算法组件的数据传输协议 |
| 3.4 算法组件参数划分 |
| 3.5 算法组件经典三层结构 |
| 3.5.2 通信中间件对接层 |
| 3.5.3 缓存空间管理层 |
| 3.5.4 算法核心逻辑层 |
| 3.6 组件的XML描述文件 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于通用平台算法组件的实现 |
| 4.1 不同类型算法组件实现 |
| 4.1.1 信号处理算法组件实现 |
| 4.1.2 数据处理类算法组件实现 |
| 4.1.3 通信类算法组件实现 |
| 4.1.4 计算类算法组件实现 |
| 4.1.5 功能类算法组件实现 |
| 4.1.6 解析类算法组件实现 |
| 4.2 雷达处理粒度组件搭建 |
| 4.3 通信中间件与组件设计 |
| 4.3.1 DDS数据分发协议的工作机制 |
| 4.3.2 通信中间件与组件的对接设计 |
| 4.4 计算中间件与组件设计 |
| 4.4.2 计算中间件分析 |
| 4.4.3 算法组件与计算中间件效率分析 |
| 4.5 代码自动生成 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 组件的自动化测试及实时性验证 |
| 5.1 组件的自动化测试平台设计 |
| 5.2 算法组件测试验证 |
| 5.3 组件方案搭建 |
| 5.3.1 某目标识别方案设计和实现 |
| 5.3.2 某预警探测雷达方案设计和实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）面向集群部署的微服务架构数控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 数控系统相关研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 智能化数控系统研究现状 |
| 1.2.3 数控系统软硬件结构研究现状 |
| 1.2.4 数控系统实时性研究现状 |
| 1.3 微服务架构及其在数控领域的应用 |
| 1.3.1 微服务架构和面向服务架构 |
| 1.3.2 微服务架构在数控系统中的应用 |
| 1.4 当前研究存在的问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 面向车间集群控制的微服务架构数控系统设计 |
| 2.1 基于边缘计算的车间集群控制系统方案 |
| 2.1.1 面向智能车间场景的边缘计算架构 |
| 2.1.2 集散控制系统与集群控制系统 |
| 2.1.3 车间集群控制系统人机交互方式 |
| 2.2 面向集群控制的微服务架构数控系统设计技术框架 |
| 2.3 微服务架构数控系统结构设计 |
| 2.3.1 数控微服务划分策略 |
| 2.3.2 基于子领域的数控系统微服务划分 |
| 2.3.3 基于消息通信的分布式数控系统体系结构 |
| 2.4 基于Petri网的微服务架构形式化建模与验证 |
| 2.4.1 基于着色Petri网的形式化描述方法 |
| 2.4.2 基于着色Petri网的形式化建模与验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微服务架构数控系统开发关键技术研究 |
| 3.1 基于消费者驱动契约的数控微服务开发模式 |
| 3.1.1 基于消费者驱动契约的微服务开发流程 |
| 3.1.2 数控微服务接口契约制订 |
| 3.2 基于IEC61499功能块的数控微服务层次结构模型 |
| 3.3 NCK微服务开发关键技术 |
| 3.3.1 NCK微服务IEC61499 功能块开发 |
| 3.3.2 基于滑动窗口的前瞻速度规划方法 |
| 3.4 其他微服务开发关键技术 |
| 3.4.1 Gcode微服务 |
| 3.4.2 RTE微服务开发 |
| 3.4.3 HMI微服务和Web人机界面 |
| 3.4.4 其他智能功能微服务扩展策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微服务架构数控系统实时任务调度研究 |
| 4.1 微服务架构数控系统任务类型及调度策略 |
| 4.1.1 数控系统任务类型划分 |
| 4.1.2 多核处理器分组调度策略 |
| 4.2 数控系统数据流任务调度研究 |
| 4.2.1 数控系统数据流模型及反馈调度算法 |
| 4.2.2 反馈调度算法实验验证 |
| 4.3 数控系统硬实时任务调度研究 |
| 4.3.1 实时任务可调度性判据 |
| 4.3.2 可调度性对控制稳定性的影响 |
| 4.3.3 周期和延迟对控制质量的影响 |
| 4.4 实时任务调度参数选择和优化 |
| 4.4.1 基于响应时间的实时任务周期分配 |
| 4.4.2 启发式实时任务调度参数优化方法 |
| 4.4.3 启发式任务周期优化方法实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微服务架构数控系统集群部署与功能验证 |
| 5.1 微服务架构数控系统集群配置部署策略 |
| 5.2 车间集群控制系统运行环境搭建 |
| 5.2.1 集群节点划分及基础软件部署 |
| 5.2.2 车间集群控制系统网络结构 |
| 5.2.3 车间集群控制系统可靠性与容错技术 |
| 5.3 微服务架构数控系统集群配置部署 |
| 5.3.1 Kafka消息代理集群部署及应用配置 |
| 5.3.2 数控微服务Docker容器镜像构建 |
| 5.3.3 基于Kubernetes的数控微服务集群部署 |
| 5.3.4 Ether CAT容器配置部署 |
| 5.4 微服务架构数控系统实验测试 |
| 5.4.1 实验平台搭建 |
| 5.4.2 关键性能测试 |
| 5.4.3 智能颤振抑制微服务功能测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）基于RTX64的开放式运动控制器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 运动控制器概述 |
| 1.3 软控制器关键技术概述与现状 |
| 1.3.1 系统设计概述与研究现状 |
| 1.3.2 同步策略概述与研究现状 |
| 1.3.3 连续轨迹算法概述与研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容与章节安排 |
| 第二章 系统需求分析与架构设计 |
| 2.1 功能需求分析 |
| 2.2 实时性能需求分析 |
| 2.2.1 软件平台实时性分析 |
| 2.2.2 通讯实时性分析 |
| 2.3 开发平台选型 |
| 2.3.1 Windows系统的选取 |
| 2.3.2 RTX64 的选取 |
| 2.4 系统设计方案 |
| 2.4.1 分层架构设计 |
| 2.4.2 功能模块化设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 开放式运动控制器系统设计 |
| 3.1 进程设计方案 |
| 3.2 进程通讯方案 |
| 3.2.1 进程间通讯方式 |
| 3.2.2 HMI与运动内核通讯设计 |
| 3.2.3 运动内核与EthetCAT主站通讯设计 |
| 3.3 线程设计与调度方案 |
| 3.3.1 线程设计方案 |
| 3.3.2 线程调度方案 |
| 3.4 事件流与数据流设计 |
| 3.4.1 事件流与数据流描述 |
| 3.4.2 位置信息传递流程 |
| 3.5 原点复位实现方案 |
| 3.5.1 原点复位方案原理 |
| 3.5.2 原点复位方案设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 开放式运动控制器同步策略 |
| 4.1 竞态条件与同步机制分析 |
| 4.1.1 竞态条件分析 |
| 4.1.2 同步机制分析 |
| 4.2 同步类方案设计 |
| 4.2.1 锁机制分析 |
| 4.2.2 同步机制选取 |
| 4.2.3 同步类设计 |
| 4.3 线程交互方案设计 |
| 4.3.1 生产者与消费者分析 |
| 4.3.2 缓冲区方案设计 |
| 4.3.3 基于模板类的环形队列设计 |
| 4.4 通讯方案设计与实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 连续轨迹插补算法 |
| 5.1 预处理方案设计 |
| 5.1.1 指令预处理 |
| 5.1.2 轨迹预处理 |
| 5.2 拐角过渡方案设计 |
| 5.2.1 拐角过渡方案 |
| 5.2.2 拐角过渡条件 |
| 5.2.3 拐角过渡模型 |
| 5.3 前瞻与插补关系研究 |
| 5.3.1 前瞻规划速度失效分析 |
| 5.3.2 失效解决方案研究 |
| 5.4 前瞻算法实现 |
| 5.4.1 动态前瞻段数设计 |
| 5.4.2 速度规划模型建立 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实验验证与应用研究 |
| 6.1 实验平台的搭建与配置 |
| 6.1.1 实验平台搭建 |
| 6.1.2 实验平台参数配置 |
| 6.2 基本功能测试 |
| 6.2.1 驱动器从站功能测试 |
| 6.2.2 IO从站功能测试 |
| 6.2.3 Box从站功能测试 |
| 6.3 控制器性能测试 |
| 6.3.1 同步机制性能测试 |
| 6.3.2 线程调度性能测试 |
| 6.3.3 连续轨迹算法性能测试 |
| 6.4 系统应用 |
| 6.4.1 手机外壳3D打磨控制系统 |
| 6.4.2 视觉点胶控制系统 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）面向服务的开放式数控系统设计关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 数控系统发展趋势与研究现状 |
| 1.2.1 数控系统发展趋势 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 数控系统设计面临的挑战 |
| 1.4 面向服务方法及其在数控领域的应用 |
| 1.4.1 面向服务核心概念与相关研究 |
| 1.4.2 面向服务方法在工业自动化控制领域应用的研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 关键问题的提出 |
| 1.5.2 课题主要研究内容 |
| 第二章 面向服务的开放式数控系统设计框架 |
| 2.1 面向服务思想与原理 |
| 2.1.1 面向服务计算与面向服务架构 |
| 2.1.2 基于面向服务架构的系统设计 |
| 2.2 面向服务的数控系统设计实施方案 |
| 2.2.1 IEC 61499及其在数控领域中的应用 |
| 2.2.2 IEC 61499与SOA原理的统一 |
| 2.2.3 IEC 61499与SOA间的映射机制 |
| 2.3 面向服务的开放式数控系统设计框架 |
| 2.3.1 设计框架的总体结构 |
| 2.3.2 面向服务的数控系统设计实现技术 |
| 2.3.3 面向服务的数控系统设计目标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 面向服务的数控领域建模语言设计 |
| 3.1 领域建模与元建模理论 |
| 3.2 多视角数控领域分析 |
| 3.2.1 功能视角分析 |
| 3.2.2 执行视角分析 |
| 3.2.3 平台视角分析 |
| 3.3 面向服务的数控领域元建模需求分析与描述 |
| 3.3.1 元模型设计面临的问题 |
| 3.3.2 基于形式化方法的元建模需求描述 |
| 3.4 面向服务的数控领域元模型设计 |
| 3.4.1 数控领域元模型设计 |
| 3.4.2 IEC 61499元模型设计 |
| 3.4.3 SOA基本架构元模型设计 |
| 3.4.4 子领域元模型的合成 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数控服务组合语义形式化建模与验证 |
| 4.1 服务组合核心理念与相关研究 |
| 4.2 计算模型与数控服务组合建模需求分析 |
| 4.3 基于实时并发MoC的服务组合语义建模 |
| 4.3.1 SR形式化语义描述与调度策略 |
| 4.3.2 DE形式化语义描述与调度策略 |
| 4.3.3 TM形式化语义描述与调度策略 |
| 4.4 基于模型检测的服务组合模型验证 |
| 4.4.1 混合计算树逻辑 |
| 4.4.2 逆向带权广度优先搜索标记模型检测算法 |
| 4.4.3 实例验证研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于QoS的数控服务组合优化设计 |
| 5.1 服务质量相关概念与研究 |
| 5.1.1 服务质量定义 |
| 5.1.2 QoS通用模型 |
| 5.1.3 基于QoS的服务组合优化设计 |
| 5.2 基于QoS的数控服务组合优化问题建模 |
| 5.2.1 面向数控领域的QoS属性 |
| 5.2.2 数控服务组合多目标优化问题建模 |
| 5.2.3 优化问题的目标测试模型构建 |
| 5.3 基于ENSGA-Ⅱ算法的多目标优化问题求解 |
| 5.3.1 决策空间复杂度分析 |
| 5.3.2 ENSGA-Ⅱ算法描述 |
| 5.4 实例应用 |
| 5.4.1 控制内核组合服务多目标优化模型 |
| 5.4.2 多目标优化模型求解 |
| 5.4.3 ENSGA-Ⅱ算法收敛性分析 |
| 5.4.4 数控服务参数选择策略 |
| 5.4.5 服务参数选择方法对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 面向服务的数控系统设计支撑工具集与应用实例 |
| 6.1 面向服务的数控系统设计支撑工具集 |
| 6.2 面向服务的数控系统设计应用实例 |
| 6.2.1 数控系统总体架构设计 |
| 6.2.2 核心控制功能实现原理 |
| 6.3 面向服务的开槽机数控系统设计与实现 |
| 6.3.1 人机交互单元建模与验证 |
| 6.3.2 核心控制单元建模与验证 |
| 6.3.3 实际加工测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）基于RTX的开放式数控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 引言 |
| 1.3 课题研究背景 |
| 1.4 开放式数控系统国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状及趋势 |
| 1.4.2 国内研究现状及趋势 |
| 1.5 课题研究意义 |
| 1.6 课题研究的主要内容 |
| 第二章 RTX实时扩展平台研究 |
| 2.1 实时操作系统的概念 |
| 2.2 Windows系统实时扩展平台RTX |
| 2.2.1 RTX体系结构的分析 |
| 2.2.2 RTX实时性能实验分析 |
| 2.2.3 数控系统中RTX实时组件技术应用 |
| 2.3 数控软件开发编程技术应用 |
| 2.3.1 开发工具简介 |
| 2.3.2 人机界面设计技术 |
| 2.3.3 Windows系统多进程技术应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于RTX数控系统总体设计 |
| 3.1 系统硬件结构平台 |
| 3.1.1 PC机的硬件结构 |
| 3.1.2 并口CNC接口板 |
| 3.1.3 光电隔离驱动板 |
| 3.2 系统软件结构平台 |
| 3.2.1 数控软件功能模块分析 |
| 3.2.2 数控软件结构设计与实现 |
| 3.3 系统信息流执行过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统各功能模块算法研究与实现 |
| 4.1 译码模块 |
| 4.1.1 译码模块简介 |
| 4.1.2 数控代码编制规则 |
| 4.1.3 译码模块实现机制 |
| 4.2 插补运算模块 |
| 4.2.1 直线插补算法 |
| 4.2.2 离散S曲线加减速控制算法 |
| 4.3 位置控制模块 |
| 4.3.1 数字积分原理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 数控系统实验与研究 |
| 5.1 系统实验方案 |
| 5.2 实验案例 |
| 5.2.1 系统参数整定 |
| 5.2.2 加工实例 |
| 5.3 系统初步分析 |
| 5.3.1 插补加减速分析 |
| 5.3.2 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于MAS的开放式数控系统体系结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 MAS 理论研究现状 |
| 1.2.3 MAS 理论与先进制造技术的结合现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 基于 MAS 的开放式数控系统体系结构模型设计 |
| 2.1 MAS 理论 |
| 2.1.1 MAS 的概念和优势 |
| 2.1.2 MAS 与专家系统的异同 |
| 2.1.3 MAS 组织结构 |
| 2.2 开放式数控系统结构框架研究 |
| 2.2.1 数控系统的广义模型 |
| 2.2.2 开放式数控系统的定义和特征 |
| 2.2.3 开放式数控系统体系结构设计指导原则 |
| 2.3 基于 MAS 的开放式数控系统整体结构模型设计 |
| 2.3.1 数控系统工作原理 |
| 2.3.2 系统功能需求分析 |
| 2.3.3 系统功能模块划分 |
| 2.3.4 基于 MAS 的开放式数控系统整体结构模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于社会属性的 BDI-Agent 扩展模型 |
| 3.1 MAS 的社会性研究 |
| 3.1.1 社会角色 |
| 3.1.2 基于角色的社会模型 |
| 3.1.3 基于 Agent 角色的 MAS 模型 |
| 3.2 Agent 的社会性研究 |
| 3.2.1 人类个体的社会性研究 |
| 3.2.2 Agent 的社会属性 |
| 3.3 基于社会属性扩展的 BDI-Agent 模型 |
| 3.3.1 BDI-Agent 模型 |
| 3.3.2 BDI-Agent 社会属性扩展模型 |
| 3.3.3 基于 Petri-Net 的 SBDI-Agent 模型形式化描述模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MAS 知识模型研究 |
| 4.1 开放式数控系统中知识建模的需求 |
| 4.1.1 系统知识特征 |
| 4.1.2 知识表示方法 |
| 4.2 基于加权模糊 Petri 网（WFPN）的知识表示方法 |
| 4.2.1 Petri 网 |
| 4.2.2 模糊 Petri 网 |
| 4.2.3 基于加权模糊 Petri 网的知识表示方法 |
| 4.3 面向 WFPN 的正反双向优化推理算法 |
| 4.3.1 算法描述 |
| 4.3.2 算法实例 |
| 4.3.3 对比仿真实验 |
| 4.4 知识学习算法 |
| 4.4.1 人工免疫网络 |
| 4.4.2 基于抗原相似浓度优化的免疫学习算法 |
| 4.4.3 对比仿真实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 MAS 通信机制研究 |
| 5.1 MAS 混合式通信结构 |
| 5.2 XML 描述的 KQML 通信语言标准 |
| 5.3 MAS 不良通信检测方法 |
| 5.3.1 压迫行为 |
| 5.3.2 压迫行为模式下的 agent 角色类型 |
| 5.3.3 MAS 中压迫模式的度量方法 |
| 5.3.4 实例验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 MAS 协商机制研究 |
| 6.1 MAS 协商 |
| 6.1.1 MAS 协商的概念 |
| 6.1.2 MAS 协商的特征 |
| 6.2 MAS 协商机制设计 |
| 6.2.1 MAS 的协商过程 |
| 6.2.2 MAS 协商机制的设计指导思想 |
| 6.2.3 MAS 协商方法 |
| 6.3 基于对手协商偏好预测让步的 MAS 协商机制 |
| 6.3.1 MAS 协商模型设计 |
| 6.3.2 效用值计算方法 |
| 6.3.3 基于对手协商偏好预测的让步策略 |
| 6.3.4 协商策略设计 |
| 6.4 小结 |
| 结束语 |
| 参考文献 |
| 发表学术论文及科研成果 |
| 致谢 |
四、基于CORBA的软件化开放式数控系统体系结构（论文参考文献）
- [1]一种隐形数控软件系统及其实现方法的研究[D]. 刘里斯. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]实时通信中间件设计与实现[D]. 左家兴. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于信息互联的数字化车间智能化关键技术研究[D]. 宋铠钰. 北京工业大学, 2020
- [4]软件化雷达算法组件的设计和应用[D]. 张丽. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]面向集群部署的微服务架构数控系统研究[D]. 刘建康. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]基于RTX64的开放式运动控制器关键技术研究[D]. 杨啸. 华南理工大学, 2019(01)
- [7]面向服务的开放式数控系统设计关键技术研究[D]. 翟振坤. 华南理工大学, 2018(05)
- [8]基于RTX的开放式数控系统研究[D]. 叶百胜. 上海工程技术大学, 2016(11)
- [9]基于MAS的开放式数控系统体系结构研究[D]. 张函. 中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所）, 2014(11)
- [10]高档数控技术的发展趋势预测[A]. 石毅. 第五届数控机床与自动化技术专家论坛、第18届中国西部国际装备制造业博览会专刊, 2014(总第42期)