基于Petri网的离散事件系统的故障诊断技术
发布时间：2021-09-06 21:21
离散事件系统（Discrete Event System）是一类由事件序列驱动的动态系统。随着现代工业化、智能化水平的日益提高,离散事件系统存在于许多重要的系统中。当离散事件系统规模日益增大时,任何一个故障事件都可能导致灾难的发生,诸如财产损失和人员伤亡,因此其故障诊断问题具有非常重要的学术价值和工程意义。然而离散事件系统中存在的“状态空间爆炸”问题,即系统的所有可达状态数量会随着系统规模的增长呈现指数级增长,会导致故障诊断变得更加复杂。为了有效地避免上述问题,本文提出了三种不同的故障诊断方法,无需遍历离散事件系统的整个状态空间,提高了故障的诊断效率。本文以Petri网为建模工具,研究离散事件系统中的故障诊断问题,得到了基于Petri网结构特征的故障诊断方法。论文的主要内容介绍如下:1、针对一类用变迁部分可观的无环Petri网建模的离散事件系统,文中提出了一种基于库所最大持有托肯数的故障诊断方法。首先,利用本文提出的确诊断网结构的概念界定故障的诊断范围。其次,给出三条网结构简化规则用于缩小子网规模,得到Petri网中的故障信息。最后,利用Petri网的结构信息,计算特殊库所中的最大持有...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－４?—个带标签Ｐｅｔｒｉ网系统??？?Ｓ是一个标签集合：??？?Ｌ：：Ｔ－＞５：Ｕ＾丨是一个标签函数，表征每一个变迁上有一个标签
?浙江人学博士学位论文?????ｐ＇?Ｑ￣￣＋－＾０?＾??说—ｐ?＾５＼５?■■?＾ａ）??一??，３??图２－５?—个带标签部分可观测的Ｐｅｔｒｉ网系统??ａ?（＾｝＊—?￣＾Ａ??ｊＳｉ??ｆ２?ｔ，??ａＯ?ＯＡ??图２－６?ｒｅ－诱导子网??？?Ｌ（ｒ）?＝?ｅ，如果？?ｅ?ｒｕ。??例２．３．考虑图２－５中带标签的部分可观的Ｐｅｔｒｉ网系统，其中７；?＝?｛小＾山丨，７；?＝??ｍ〇?＝?［１００００?１?ｌ］ｒ。其带标签的函数为：Ｌ⑷＝Ｌ（ｒ２）?＝?ａ，?Ｌ⑷＝?ｅ，Ｌ⑷＝６。??第三章和第四章的故障诊断方法是基于Ｐｅｔｒｉ网的部分子网提出的，因此这里给??出Ｐｅｔｒｉ网子网的定义。??定义２．５．给定一个Ｐｅｔｒｉ网（ｄｆ，ｖｙ），７；ｅ：ｒ，?乂?＝?（／＞￡，乃，＾，％）称为７；－诱导子网，其??中／＼?＝?｛尸?ｅ?尸问?ｅ?ｒｅ，ｐ?ｅ?ＶＵ，？｝，Ｆ将＆限制为（Ａ?Ｘ?７；）?ｕ?（ｒｅ?Ｘ?ｐｊ，?：?ｆ￡?－＞?ｚ＋。??例２．４．考虑例２．１中的Ｐｅｔｒｉ网系统模型，显然是活性有界的。令ｒｅ?＝?｛（２，ｆ３，ｒ４｝，它的ｒｅ－诱??导子网如图２－６所示。??１６??
?浙江人学博士学位论文???＾２?Ｐｉ?＾４?Ｐｉ?’丨??Ａ〇只ＯＨ、??图３－９库所的确诊断子网模型??￡２（ｆ２）?Ｐｉ?ｔ＇??ｒ＾Ｑ－ＯＨ??Ａ〇?ａ?Ｇ＞＋??图３－１〇库所巧和八的确诊断子网简化模型??３．５示例??本节中给出一个智能仓库中心的例子，验证上节中提出的故障诊断算法的正确性。图??３－１１是一个智能仓库中心的筒化示例图，其用于某些供应链中对货物进行分类和合并。分??类操作利用一台自动引导小车（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ?Ｇｕｉｄｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＡＧＶ）完成，与文献［｜０３］中的一??种传输网络相似。??智能仓库中心可以简单的描述如下：首先ＡＧＶ将运送通过七个区域（包括ＡｊｉＭ７）。??在ＡＧＶ返回区域４１前，在这些区域中需要完成一些不同的操作。然后两种不同类型的部??件Ａ和Ｂ需要被ＡＧＶ从一个装载台（例如七）分别被传送到缓冲区戌％）和馬〇４５）。接着有一??个名为Ｒ的条形码阅读器，它将会区分这些部件，并将不同的信息传送给主管部门。通??过激活开关和？；２，主管部门会指挥这些部件送向对应的缓冲区。一旦开关＾＾激活??了，一个部件将会送向缓冲区此（即类型１的部件会被检测到）。相似的，一旦开关；ｓＷ２激??活了，一个部件将会送向缓冲区５２（即类型２的部件会被检测到）。最终当转运部件送到??缓冲区私或馬完成后，ＡＧＶ会驶向其他的区域。最终，ＡＧＶ会返回区域４。当传感器＆、??５５和巧被检测到时，表明ＡＧＶ进去了相应的区域Ａ３、４５和／４７。??在这个智能仓库中心的例子中，存在两种类型的故障。第一种故障是当类型１的部件??存在于系统中时，它被送到缓冲区Ｓ２而不是缓冲区＆，此时故障／＼（？１
【参考文献】：
期刊论文
[1]A novel matrix approach for the stability and stabilization analysis of colored Petri nets[J]. Jiantao ZHAO,Zengqiang CHEN,Zhongxin LIU. Science China（Information Sciences）. 2019(09)
[2]分层离散事件系统的不透明性[J]. 刘富春,严飞,赵锐,崔洪刚. 信息与控制. 2019(03)
[3]Research on Petri Net System Parallel Subnet Partitioning Completeness Theory and Algorithm[J]. LI Wenjing,LI Songzhao,LU Jianbo. Wuhan University Journal of Natural Sciences. 2019(03)
[4]计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模型[J]. 徐彪,尹项根,张哲,李旭升. 中国电机工程学报. 2019(09)
[5]基于故障树的故障诊断专家系统设计[J]. 彭华亮,沈暑龙,李军,周晨程. 控制工程. 2019(03)
[6]基于模糊Petri网的用电信息采集系统故障诊断方法[J]. 薛铮,孙勇,董政呈,方彦军. 电测与仪表. 2019(13)
[7]基于神经模糊Petri网的高压断路器故障诊断研究[J]. 程学珍,朱晓林,杜彦镔,王程,曹茂永. 电工技术学报. 2018(11)
[8]矿区生态系统脆弱性的对象函数Petri网评价模型[J]. 苏佳,黄光球. 系统仿真学报. 2018(05)
[9]基于时间Petri网的部分可观系统故障诊断[J]. 卓伟,张治国,郑锐,刘久富. 电光与控制. 2018(09)
[10]基于有色Petri网的机械系统故障诊断研究[J]. 朱鑫鹏,周俊. 计算机测量与控制. 2017(08)
博士论文
[1]基于符号有向图的热力系统故障诊断方法研究[D]. 曹文亮.华北电力大学（河北） 2006
硕士论文
[1]燃气涡轮机械监测及故障早期预警关键技术研究[D]. 王莎莎.北京化工大学 2012
本文编号：3388185
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－４?—个带标签Ｐｅｔｒｉ网系统??？?Ｓ是一个标签集合：??？?Ｌ：：Ｔ－＞５：Ｕ＾丨是一个标签函数，表征每一个变迁上有一个标签
?浙江人学博士学位论文?????ｐ＇?Ｑ￣￣＋－＾０?＾??说—ｐ?＾５＼５?■■?＾ａ）??一??，３??图２－５?—个带标签部分可观测的Ｐｅｔｒｉ网系统??ａ?（＾｝＊—?￣＾Ａ??ｊＳｉ??ｆ２?ｔ，??ａＯ?ＯＡ??图２－６?ｒｅ－诱导子网??？?Ｌ（ｒ）?＝?ｅ，如果？?ｅ?ｒｕ。??例２．３．考虑图２－５中带标签的部分可观的Ｐｅｔｒｉ网系统，其中７；?＝?｛小＾山丨，７；?＝??ｍ〇?＝?［１００００?１?ｌ］ｒ。其带标签的函数为：Ｌ⑷＝Ｌ（ｒ２）?＝?ａ，?Ｌ⑷＝?ｅ，Ｌ⑷＝６。??第三章和第四章的故障诊断方法是基于Ｐｅｔｒｉ网的部分子网提出的，因此这里给??出Ｐｅｔｒｉ网子网的定义。??定义２．５．给定一个Ｐｅｔｒｉ网（ｄｆ，ｖｙ），７；ｅ：ｒ，?乂?＝?（／＞￡，乃，＾，％）称为７；－诱导子网，其??中／＼?＝?｛尸?ｅ?尸问?ｅ?ｒｅ，ｐ?ｅ?ＶＵ，？｝，Ｆ将＆限制为（Ａ?Ｘ?７；）?ｕ?（ｒｅ?Ｘ?ｐｊ，?：?ｆ￡?－＞?ｚ＋。??例２．４．考虑例２．１中的Ｐｅｔｒｉ网系统模型，显然是活性有界的。令ｒｅ?＝?｛（２，ｆ３，ｒ４｝，它的ｒｅ－诱??导子网如图２－６所示。??１６??
?浙江人学博士学位论文???＾２?Ｐｉ?＾４?Ｐｉ?’丨??Ａ〇只ＯＨ、??图３－９库所的确诊断子网模型??￡２（ｆ２）?Ｐｉ?ｔ＇??ｒ＾Ｑ－ＯＨ??Ａ〇?ａ?Ｇ＞＋??图３－１〇库所巧和八的确诊断子网简化模型??３．５示例??本节中给出一个智能仓库中心的例子，验证上节中提出的故障诊断算法的正确性。图??３－１１是一个智能仓库中心的筒化示例图，其用于某些供应链中对货物进行分类和合并。分??类操作利用一台自动引导小车（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ?Ｇｕｉｄｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＡＧＶ）完成，与文献［｜０３］中的一??种传输网络相似。??智能仓库中心可以简单的描述如下：首先ＡＧＶ将运送通过七个区域（包括ＡｊｉＭ７）。??在ＡＧＶ返回区域４１前，在这些区域中需要完成一些不同的操作。然后两种不同类型的部??件Ａ和Ｂ需要被ＡＧＶ从一个装载台（例如七）分别被传送到缓冲区戌％）和馬〇４５）。接着有一??个名为Ｒ的条形码阅读器，它将会区分这些部件，并将不同的信息传送给主管部门。通??过激活开关和？；２，主管部门会指挥这些部件送向对应的缓冲区。一旦开关＾＾激活??了，一个部件将会送向缓冲区此（即类型１的部件会被检测到）。相似的，一旦开关；ｓＷ２激??活了，一个部件将会送向缓冲区５２（即类型２的部件会被检测到）。最终当转运部件送到??缓冲区私或馬完成后，ＡＧＶ会驶向其他的区域。最终，ＡＧＶ会返回区域４。当传感器＆、??５５和巧被检测到时，表明ＡＧＶ进去了相应的区域Ａ３、４５和／４７。??在这个智能仓库中心的例子中，存在两种类型的故障。第一种故障是当类型１的部件??存在于系统中时，它被送到缓冲区Ｓ２而不是缓冲区＆，此时故障／＼（？１
【参考文献】：
期刊论文
[1]A novel matrix approach for the stability and stabilization analysis of colored Petri nets[J]. Jiantao ZHAO,Zengqiang CHEN,Zhongxin LIU. Science China（Information Sciences）. 2019(09)
[2]分层离散事件系统的不透明性[J]. 刘富春,严飞,赵锐,崔洪刚. 信息与控制. 2019(03)
[3]Research on Petri Net System Parallel Subnet Partitioning Completeness Theory and Algorithm[J]. LI Wenjing,LI Songzhao,LU Jianbo. Wuhan University Journal of Natural Sciences. 2019(03)
[4]计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模型[J]. 徐彪,尹项根,张哲,李旭升. 中国电机工程学报. 2019(09)
[5]基于故障树的故障诊断专家系统设计[J]. 彭华亮,沈暑龙,李军,周晨程. 控制工程. 2019(03)
[6]基于模糊Petri网的用电信息采集系统故障诊断方法[J]. 薛铮,孙勇,董政呈,方彦军. 电测与仪表. 2019(13)
[7]基于神经模糊Petri网的高压断路器故障诊断研究[J]. 程学珍,朱晓林,杜彦镔,王程,曹茂永. 电工技术学报. 2018(11)
[8]矿区生态系统脆弱性的对象函数Petri网评价模型[J]. 苏佳,黄光球. 系统仿真学报. 2018(05)
[9]基于时间Petri网的部分可观系统故障诊断[J]. 卓伟,张治国,郑锐,刘久富. 电光与控制. 2018(09)
[10]基于有色Petri网的机械系统故障诊断研究[J]. 朱鑫鹏,周俊. 计算机测量与控制. 2017(08)
博士论文
[1]基于符号有向图的热力系统故障诊断方法研究[D]. 曹文亮.华北电力大学（河北） 2006
硕士论文
[1]燃气涡轮机械监测及故障早期预警关键技术研究[D]. 王莎莎.北京化工大学 2012
本文编号：3388185
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