管道系统的监控与调度平行Petri网设计
发布时间：2022-09-17 22:39
管道系统广泛用于执行生产运输任务,在化工、冶金和能源等国家重大工程与成套技术装备中都需要采用庞大的管道系统将主机设备与配套设备连接起来,并通过各种控制阀控制管道系统中流体运输状况。因此管道系统的整体性能是会直接影响整个工业过程控制系统的运行效益,如何保证管道系统可以安全高效的运行是十分必要的。但是管道系统中存在大量的控制阀和传输管道,给我们研究优化调度与控制问题带来了极大的挑战。平行系统是近些年提出的一种研究复杂系统问题的方法,已在一些领域得到应用。本文基于平行系统的思想,提出了管道系统控制与调度平行Petri网的设计方法。本文的研究工作主要为以下几个方面:1、管道系统平行Petri网的建立。Petri网的图形化及分布式的特点使其可以很好的作为离散事件系统的建模与综合工具。本文利用Petri网来构建人工管道系统,对各部分进行分步建模。对管道系统中生产操作间的逻辑关系进行分析,依据提出的逻辑操作的概念,模块化的对生产过程进行建模;再考虑生产操作间的冲突关系,使用用例图这种图示化的方法找出冲突集合将冲突集合转化为一般线性不等式约束,对模型添加约束结构;建立操作库所与实际操作的映射关系,使其...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 平行系统研究现状
1.2.2 生产调度研究现状
1.2.3 Petri网在制造系统中的应用
1.3 本文研究内容与结构安排
第2章 理论基础
2.1 引言
2.2 Petri网理论
2.2.1 普通Petri网
2.2.2 赋时标签Petri网
2.3 CIF3的基本概念
第3章 管道系统平行Petri网的建立
3.1 引言
3.2 管道系统生产过程的调度与控制问题描述
3.3 管道系统生产过程的工序逻辑Petri网
3.3.1 建模算法
3.3.2 示例分析
3.4 管道系统生产过程的冲突预防Petri网
3.4.1 建模算法
3.4.2 示例分析
3.5 管道系统生产过程的执行控制Petri网
3.6 本章小结
第4章 基于深度神经网络与A*算法的优化调度方法
4.1 引言
4.2 启发式搜索算法-A*算法
4.2.1 A*搜索算法基本原理
4.2.2 启发式代价估计函数的构造
4.2.3 A*算法的实现
4.3 库所赋时Petri网的可达树与反向树的构造
4.3.1 库所赋时Petri网的可达树的构造
4.3.2 库所赋时Petri网的反向树的构造
4.3.3 示例分析
4.4 利用深度神经网络拟合A*算法中的启发式代价估计函数h(m)
4.4.1 搭建深度神经网络
4.4.2 激活函数
4.4.3 深度学习优化方法
4.4.4 实验与分析
4.5 本章小结
第5章 演示实验
5.1 引言
5.2 基于CIF3实际物理管道系统的建立
5.2.1 建立实际物理管道系统的自动机模型
5.2.2 实际物理管道系统SVG二维可视化的实现
5.3 基于CIF3管道系统平行Petri网的实现
5.4 演化结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 对未来工作的展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字孪生与平行系统:发展现状、对比及展望[J]. 杨林瑶,陈思远,王晓,张俊,王成红. 自动化学报. 2019(11)
[2]平行系统方法在自动化集装箱码头中的应用研究[J]. 郑松,吴晓林,王飞跃,林东东,郑蓉,柯伟林,池新栋,陈德旺. 自动化学报. 2019(03)
[3]Residential Energy Scheduling for Variable Weather Solar Energy Based on Adaptive Dynamic Programming[J]. Derong Liu,Yancai Xu,Qinglai Wei,Xinliang Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(01)
[4]工业4.0:智能化工厂与生产[J]. 常杉. 化工管理. 2013(21)
[5]复杂生产系统的平行管理方法与案例[J]. 程长建,崔峰,李乐飞,熊刚,邹余敏,廖昌勇. 复杂系统与复杂性科学. 2010(01)
[6]面向对象Petri网技术在系统建模中的应用[J]. 顾妍午,王遵彤,吴启迪. 同济大学学报(自然科学版). 2010(03)
[7]一类含时间因素工作流的建模与时间性能挖掘[J]. 曾庆田,段华. 计算机集成制造系统. 2005(06)
[8]平行系统方法与复杂系统的管理和控制[J]. 王飞跃. 控制与决策. 2004(05)
[9]计算实验方法与复杂系统行为分析和决策评估[J]. 王飞跃. 系统仿真学报. 2004(05)
博士论文
[1]生产调度问题的智能优化方法研究及应用[D]. 徐新黎.浙江工业大学 2009
本文编号：3680070
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 平行系统研究现状
1.2.2 生产调度研究现状
1.2.3 Petri网在制造系统中的应用
1.3 本文研究内容与结构安排
第2章 理论基础
2.1 引言
2.2 Petri网理论
2.2.1 普通Petri网
2.2.2 赋时标签Petri网
2.3 CIF3的基本概念
第3章 管道系统平行Petri网的建立
3.1 引言
3.2 管道系统生产过程的调度与控制问题描述
3.3 管道系统生产过程的工序逻辑Petri网
3.3.1 建模算法
3.3.2 示例分析
3.4 管道系统生产过程的冲突预防Petri网
3.4.1 建模算法
3.4.2 示例分析
3.5 管道系统生产过程的执行控制Petri网
3.6 本章小结
第4章 基于深度神经网络与A*算法的优化调度方法
4.1 引言
4.2 启发式搜索算法-A*算法
4.2.1 A*搜索算法基本原理
4.2.2 启发式代价估计函数的构造
4.2.3 A*算法的实现
4.3 库所赋时Petri网的可达树与反向树的构造
4.3.1 库所赋时Petri网的可达树的构造
4.3.2 库所赋时Petri网的反向树的构造
4.3.3 示例分析
4.4 利用深度神经网络拟合A*算法中的启发式代价估计函数h(m)
4.4.1 搭建深度神经网络
4.4.2 激活函数
4.4.3 深度学习优化方法
4.4.4 实验与分析
4.5 本章小结
第5章 演示实验
5.1 引言
5.2 基于CIF3实际物理管道系统的建立
5.2.1 建立实际物理管道系统的自动机模型
5.2.2 实际物理管道系统SVG二维可视化的实现
5.3 基于CIF3管道系统平行Petri网的实现
5.4 演化结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 对未来工作的展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字孪生与平行系统:发展现状、对比及展望[J]. 杨林瑶,陈思远,王晓,张俊,王成红. 自动化学报. 2019(11)
[2]平行系统方法在自动化集装箱码头中的应用研究[J]. 郑松,吴晓林,王飞跃,林东东,郑蓉,柯伟林,池新栋,陈德旺. 自动化学报. 2019(03)
[3]Residential Energy Scheduling for Variable Weather Solar Energy Based on Adaptive Dynamic Programming[J]. Derong Liu,Yancai Xu,Qinglai Wei,Xinliang Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(01)
[4]工业4.0:智能化工厂与生产[J]. 常杉. 化工管理. 2013(21)
[5]复杂生产系统的平行管理方法与案例[J]. 程长建,崔峰,李乐飞,熊刚,邹余敏,廖昌勇. 复杂系统与复杂性科学. 2010(01)
[6]面向对象Petri网技术在系统建模中的应用[J]. 顾妍午,王遵彤,吴启迪. 同济大学学报(自然科学版). 2010(03)
[7]一类含时间因素工作流的建模与时间性能挖掘[J]. 曾庆田,段华. 计算机集成制造系统. 2005(06)
[8]平行系统方法与复杂系统的管理和控制[J]. 王飞跃. 控制与决策. 2004(05)
[9]计算实验方法与复杂系统行为分析和决策评估[J]. 王飞跃. 系统仿真学报. 2004(05)
博士论文
[1]生产调度问题的智能优化方法研究及应用[D]. 徐新黎.浙江工业大学 2009
本文编号：3680070
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3680070.html
