基于Petri网展开理论的离散事件系统活性控制器综合

发布时间：2017-05-08 19:17

  本文关键词：基于Petri网展开理论的离散事件系统活性控制器综合，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：离散事件系统是一个在离散的时间点由随机事件驱动的人造系统。随着科技的发展,离散事件系统已经深入到社会生活中的各行各业。因此,对离散事件系统的研究具有很高的理论和实际应用价值。离散事件系统的研究包括系统的性能分析和控制器综合。本文的研究重点在于离散事件系统的控制器综合。自动机和Petri网是系统控制器综合的主要工具。因Petri网相比自动机所具有的优点,使得基于Petri网的离散事件系统控制器综合成为当下离散事件系统的研究热点。结构分析法和可达图法是目前基于Petri网的离散事件系统控制器综合的两种主流方法。两者各有优缺点:可达图法能得到系统全局的信息,获得的控制策略往往是最大容许的,但计算复杂度很高,控制结构也相对复杂;结构分析法获得的控制策略计算复杂度相对较低且往往结构简单,然而获得的控制策略一般不是最大容许的。因此,本文希望利用Petri网展开技术,获得结构简单且计算复杂度低的控制策略。死锁问题是基于Petri网的离散事件系统控制器综合中必须考虑的问题,死锁的存在会造成系统局部或整体瘫痪,导致事故的发生。近十几年以来,在死锁问题的研究基础上,学者们开始逐渐关注Petri网的活性问题。Petri网的活性问题和死锁问题关系密切,活性问题是死锁问题的延伸,Petri网是活的,则Petri网中必然无死锁。Petri网保持活性能最大程度的提高资源利用率,且能保证系统的运行是无阻塞的。本文首先针对Petri网的活性判别问题,利用Petri网展开技术,引入最大基础配置和并发配置的概念,首次提出了G2型割断图,建立了基于G2型割断图的普通有界Petri网活性判断准则并给出了充分的数学证明。其次,目前基于Petri网的离散事件系统活性控制器设计方法大都没有考虑控制器本身的存在性问题,本文依据Petri网的控制规则,结合Petri网展开技术,在G1型割断图的基础上,给出了完全可控普通有界Petri网的活性控制器存在条件,同时给出了充分的数学证明。最后,根据本文建立的活性判断准则和活性控制器存在条件,针对完全可控普通有界Petri网,引入临界非活状态和临界变迁集的概念,在其展开图的有限前缀上综合得到逻辑型活性控制器,然后根据Petri网展开原理,综合出原网上的结构型活性控制器设计方案。并且通过对比库所不变量法所得结果,说明了本文算法的可行性。
【关键词】：离散事件系统 控制器 Petri网 活性 展开原理
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP301.1
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 离散事件系统概述8-9
• 1.2 离散事件系统的监控理论9-11
• 1.2.1 监控理论概述9-10
• 1.2.2 基于Petri网的监控理论10-11
• 1.3 本文主要研究内容11-14
• 第二章 Petri网及其展开理论14-24
• 2.1 Petri网基础14-18
• 2.2 Petri网展开理论18-22
• 2.3 小结22-24
• 第三章 基于展开图的普通有界Petri网活性条件24-32
• 3.1 引言24-25
• 3.2 无变迁并发情况下普通有界Petri网的活性条件25-26
• 3.3 任意普通有界Petri网的活性条件26-30
• 3.4 小结30-32
• 第四章 基于展开图的Petri网活性控制器设计32-44
• 4.1 引言32
• 4.2 活性控制器存在条件32-34
• 4.3 活性控制器设计34-42
• 4.3.1 库所不变量法34-35
• 4.3.2 控制器设计35-42
• 4.4 小结42-44
• 第五章 总结与展望44-48
• 参考文献48-54
• 攻读学位期间完成的学术论文54-56
• 致谢56-57

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