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AVS/RS系统是未来自动化立体仓库发展的趋势,目前对于它的研究还处于概念模型设计阶段。为了进一步推广AVS/RS的实际应用,研究其运行过程动态特性和控制模式是非常必要的。本文以单轨道双向运行的自动小车存取系统(AVS/RS)为研究对象,提出了基于Petri网构建AVS/RS动态模型的方法,并在此基础上研究了环路死锁的控制策略及无死锁运行优化。主要工作如下:提出了双重着色概念,解决建模过程中模型简化和系统动态特性双重需要,并利用该思想进一步提出了构建AVS/RS系统双重着色动态赋时Petri网(DCDT-PN)模型方法;分析了AVS/RS系统RGV小车和升降机等活动资源的行为,引入模块化思想构建了AVS/RS整体DCDT—PN模型。然后结合有向图工具,以一类采用可双向运行的RGV、单一轨道的AVS/RS为研究对象,阐述了RGVs路径死锁的原因一环路死锁,给出了系统环路无死锁的条件,并提出了可靠的无环路死锁的控制策略,从而解决了严格死锁问题。指出了死锁控制过程进一步优化的必要性,建立了AVS/RS死锁控制的三种情况的数学模型:升降机接货模型(LO-Model)、同一层死锁模型(OLDO-Model)和混合无死锁路径优化模型(BDO-Model)。提出了使用不可行度处理约束条件的方法,设计了启发式均匀算术交叉算子,给出了三个典型OLDO-Model的构建过程,并对基于惩罚函数法、可行域法和启发式均匀算子法的OLDO-Model进行验证,实验结果表明,基于启发式均匀算子的遗传算法具有更快的收敛速度。针对LO-Model这样的非线性约束条件的多目标TSP优化问题,提出了基于遗传算法求解LO-Model的方法和相关算子,比较了LO-Model中以升降机接送时间、小车等待时间以及它们加权和后的结果;引入多目标遗传算法NSGA-Ⅱ,使用不可行度处理约束条件,并把不可行度加入快速排序计算中,给出了算法流程,实验证明是有效的。指出BDO-Model属于组合优化和整数规划的混杂模型,设计了双色编码方案表示决策变量,通过线性加权目标和,把BDO-Model问题转变为单目标优化问题,并利用改进交叉和变异算子后的遗传算法进行求解,通过与常用遗传算法的实验结果对比分析,证明是有效的。在对NSGA-Ⅱ算法分析的基础上,提出了NonF-HNSGA-Ⅱ算法。在NonF-HNSGA-Ⅱ算法中,引用两个针对目标的不可行度处理BDO-Model非线性约束条件,并把它们引入到个体等级计算中;提出了启发式交叉算子,根据个体的不可行度和优劣程度,选择BDO-Model子模型交叉操作,并把该思想引入到变异算子中,提出启发式变异算子;改进了种群重组和精英选择策略,防止算法收敛于不可性域。通过仿真实验,说明了NonF-HNSGA-Ⅱ比NSGA-Ⅱ具有更好的收敛速度,在短时间内能找到较好的Pareto解集。