Υβριδική Προσομοίωση και υβριδικός έλεγχος ενός ρομποτικού άρματος με ερπύστριες

Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα παρουσιαστεί ένα υβριδικό μαθηματικό μοντέλο ενός ερπυστριοφόρου οχήματος. Η μαθηματική περιγραφή θα αναλυθεί σε τρία επιμέρους υποσυστήματα, ένα υποσύστημα που περιγράφει την διαδικασία στροφής του οχήματος στο συνεχή χρόνο, ένα υποσύστημα που περιγράφει την ευθύγραμμη κίνηση του οχήματος στο συνεχή χρόνο και ένα υποσύστημα του οποίου η μαθηματική περιγραφή βασίζεται στα πεπερασμένα ντετερμινιστικά αυτόματα. Το συνολικό σύστημα αποτελεί ένα υβριδικό μαθηματικό μοντέλο. Στη συνέχεια για κάθε μαθηματική περιγραφή στο συνεχή χρόνο θα σχεδιαστεί ένας δυναμικός ελεγκτής και συγκεκριμένα ένας PI ελεγκτής με χρήση μεθευρετικών μεθόδων. Θα παρουσιαστούν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης των συστημάτων κλειστού βρόχου. Έπειτα θα σχεδιαστεί ένας κοινός PI ελεγκτής για τα δύο συστήματα και θα προσομοιωθεί το συνολικό σύστημα κλειστού βρόχου.In this dissertation a hybrid mathematical model of a tracked vehicle will be presented. The mathematical description of the system will be separated into three subsystems, a subsystem describing the process of turning the vehicle in continuous time, a subsystem describing the linear motion of the vehicle in continuous time, and a subsystem whose mathematical description is based on finite deterministic automata. The overall system is a hybrid mathematical model. Then for each mathematical description in continuous time a dynamic controller will be designed and in particular a PI controller using metaheuristic methods. The results of the simulation of closed loop systems will be presented. A common PI controller for the two systems will then be designed and the overall closed loop system will be simulated

Μοντελοποίηση και έλεγχος μονάδας κατεργασίας με πολλαπλά επίπεδα πολλών σταθμών κατεργασίας

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκε ένα μοντέλο για ένα σύστημα μιας μονάδας κατεργασίας που κατανέμεται σε πολλούς ορόφους με χρήση πεπερασμένων ντετερμινιστικών αυτόματων. Η μοντελοποίηση του συστήματος βασίστηκε την δομοστοιχειωτή μοντελοποίηση των επιμέρους υποσυστημάτων τα οποία συνθέτουν το συνολικό σύστημα. Αρχικά παρουσιάστηκαν οι προδιαγραφές του συστήματος στη μορφή κανόνων και στη συνέχεια στη μορφή κανονικών γλωσσών. Παρουσιάστηκαν κατάλληλοι επόπτες ελεγκτές δομοστοιχειωτής δομής για κάθε προδιαγραφή του συστήματος. Στη συνέχεια παρουσιάστηκε μία δομοστοιχειωτή αρχιτεκτονική ελέγχου για την πολυώροφη μονάδα κατεργασίας. Η βασική πρωτοτυπία της εργασίας έγκειται στο διαφορετικό πλήθος μηχανών κατεργασίας ανά όροφο και η δόμηση της πολυώροφης μονάδας κατεργασίας ως πολλαπλά ελεγχόμενα αυτόματα σε σύνδεση υπέρθεσης (shuffle). Το χαρακτηριστικό αυτό προσδίδει ευελιξία στην σύνθεση και υλοποίηση του συνολικού αυτοματισμού του συστήματος αλλά και ευκολία στον επανασχεδιασμό και επέκταση του συστήματος.In the present dissertation a mathematical model has been developed for a manufacturing unit distributed in multiple floors using finite deterministic automata. The modelling of the system has been based on the modular modeling of the subsystems of the overall system. First the system specifications were presented in the form of rules and then in the form of regular languages. Modular supervisors were presented for each system specification. A modular control architecture for the multifloor manufacturing unit has been presented. The originality of the work lies in the different number of manufacturing machines per floor and the synthesis of the multifloor manufacturing unit as multiple controlled automata in shuffle connection. This feature gives flexibility in the synthesis and implementation of the overall automation of the system but also ease the redesign and a possible extension of the system

Μοντελοποίηση και εποπτικός έλεγχος κατεργασίας παραγωγής πλακιδίων

Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα παρουσιαστεί η μαθηματική περιγραφή μίας κατεργασίας παραγωγής πλακιδίων με χρήση πεπερασμένων ντετερμινιστικών αυτόματων. Η κατεργασία αποτελείται από n σταθμούς κατεργασίας, n-1 ενδιάμεσες προσωρινές θέσεις αποθήκευσης και ν ρομποτικούς βραχίονες μεταφοράς. Η επεξεργασία των προϊόντων πραγματοποιείται σειριακά από τον ένα σταθμό κατεργασίας στον επόμενο. Θα παρουσιαστεί η επιθυμητή συμπεριφορά του συστήματος στη μορφή κανονικών γλωσσών και θα αποδειχτεί ότι οι επιθυμητές γλώσσες είναι ελέγξιμες ως προς το συνολικό αυτόματο του συστήματος και μη αντικρουόμενες μεταξύ τους. Με βάση τις επιθυμητές κανονικές γλώσσες θα σχεδιαστεί ένα σύνολο εποπτών στη μορφή αυτόματων οι οποίοι παράγουν και σημαδεύουν τις επιθυμητές γλώσσες. Θα σχεδιαστεί μία δομοστοιχειωτή αρχιτεκτονική εποπτικού ελέγχου με βάση τα αυτόματα που πραγματοποιούν τις επιθυμητές γλώσσες.In this diploma thesis, the mathematic model of a wafer production process using finite deterministic automatics will be presented. The manufacturing system consists of n manufacturing stations, n-1 intermediate buffers and ν robotic manipulators oriented for product transport. The incoming products are processed sequentially from one manufacturing station to the next. The desired behavior of the system will be presented in the form of regular languages. The controllability of the regular languages with respect to the overall automaton of the system and the non-conflicting property of the regular languages will be proved. Based on the desired regular languages a set of supervisors will be designed in the form of automatons who produce and mark the desired languages. A modular supervisory control architecture will be designed based on the automatons that realizes the desired languages