基于多智能體的生化檢測過程協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究

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1、碩士學位論文基于多智能體的生化檢測過程協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究作者姓名林志波學科專業(yè)控制理論與控制工程指導(dǎo)教師張梅副教授所在學院自動化科學與工程學院論文提交日期2015年6月StudyofCoordinatedControlSystemoftheBiochemicalDetectionProcessBasedonMulti-AgentADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinZhiboSupervisor：AssociateProf.ZhangMeiSouthChinaUnive

2、rsityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TP278學校代號：10561學號：201220113840華南理工大學碩士學位論文基于多智能體的生化檢測過程協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的研究作者姓名：林志波指導(dǎo)教師姓名、職稱：張梅、副教授申請學位級別：工學碩士學科專業(yè)名稱：控制理論與控制工程研究方向：智能醫(yī)療器械論文提交日期：2015年6月14日論文答辯日期：2015年6月5日學位授予單位：華南理工大學學位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：胡躍明委員：羅家祥、張梅、高紅霞華南理工大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文

3、是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研宄所取得的研宄成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研宄做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：糾押<月/陽學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，艮P:研宄生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學。學校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外)；學校可以公布學位論文

4、的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學位論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。本學位論文屬于：□保密，在年解密后適用本授權(quán)書。0爾保密，同意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生和與學校有共享協(xié)議的單位瀏覽；同意將本人學位論文提交中國學術(shù)期刊(光盤版）電子雜志社全文出版和編入CNKI《中國知識資源總庫》，傳播學位論文的全部或部分內(nèi)容。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“V”）日期：曰期：作者聯(lián)系電話:電子郵箱：摘要生化檢測設(shè)備是一種用于檢測、分析生命化學物質(zhì)的臨床診斷儀器。它可替代人工操作完成加樣、溫育振蕩、洗板、檢測等生化檢

5、測過程中的檢測步驟。該設(shè)備由加樣臂、機械臂、溫育振蕩器、洗板機、檢測儀五個子設(shè)備模塊組成。通過對各子設(shè)備的協(xié)調(diào)控制可以實現(xiàn)生化檢測過程中檢測工序的自動處理。顯然，要想提高該設(shè)備的工作效率和自動化程度就得對其協(xié)調(diào)控制過程展開研究。在系統(tǒng)分析了生化檢測設(shè)備的功能組成以及運作過程之后，本文將生化檢測過程的協(xié)調(diào)控制問題劃分為任務(wù)調(diào)度優(yōu)化和設(shè)備動態(tài)協(xié)調(diào)兩方面。常規(guī)的靜態(tài)調(diào)度算法往往無法很好的解決此類問題，因此，本文引進了多智能體技術(shù)，建立了基于多智能體的生化檢測過程協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。利用多智能體系統(tǒng)的分布式求解特性，可以將具有NP復(fù)雜度的檢測任務(wù)分解為相

6、對簡單的子任務(wù)，從而完成檢測任務(wù)的調(diào)度優(yōu)化。通過智能體間的協(xié)商與合作可以實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)協(xié)調(diào)，保證設(shè)備的穩(wěn)定、持續(xù)運行。據(jù)此，本文的研究工作主要包括以下幾方面：1.系統(tǒng)分析了智能體的概念、特性和分類，以及多智能體系統(tǒng)的特點、通信方式以及協(xié)作方式，為建立基于多智能體的生化檢測過程協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)。2.深入分析了生化檢測設(shè)備的關(guān)鍵問題，指出生化檢測過程多約束、動態(tài)等特點，明確了問題的約束條件。確定以總完成時間為優(yōu)化目標，兼顧設(shè)備穩(wěn)定性和負載均衡性，建立了多智能體協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)模型。該模型采用軟件智能體，將參與生化檢測的對象抽象為管理Agen

7、t、協(xié)調(diào)Agent、項目Agent、同類資源Agent、設(shè)備Agent和應(yīng)急Agent。結(jié)合約束條件和優(yōu)化目標，詳細設(shè)計了各Agent的功能、結(jié)構(gòu)。3.為提高系統(tǒng)的整體性能和問題求解能力，選擇合同網(wǎng)協(xié)議作為智能體之間的協(xié)作策略。對于傳統(tǒng)合同網(wǎng)協(xié)議存在的不足之處，如對標書發(fā)布范圍無限制、不考慮任務(wù)負載均衡等，提出了適當?shù)母倪M方案。并以最早完成時間作為招投標的標值，著重論述了檢測工序的協(xié)商過程。此外，針對多項目派發(fā)順序的優(yōu)化問題，提出了動態(tài)預(yù)調(diào)度算法。為實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)協(xié)調(diào)，專門設(shè)立了應(yīng)急Agent。通過它與其余Agent的協(xié)作完成緊急任務(wù)插入、

8、子設(shè)備故障、任務(wù)取消等隨機不確定事件的動態(tài)協(xié)商。4.對設(shè)計的多智能體協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行了實例仿真。將提出的基于合同網(wǎng)和動態(tài)預(yù)I調(diào)度的多智能體調(diào)度方法與基本蟻群算法、改進蟻群算法、p