基于Petri網(wǎng)的混合系統(tǒng)建模與仿真方法研究.pdf

1、混合動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（Hybrid Dynamic System，HDS），是一類既存在離散動(dòng)態(tài)特性也存在連續(xù)動(dòng)態(tài)特性，且這兩者之間相互作用相互影響的系統(tǒng)。對(duì)混合系統(tǒng)的研究已經(jīng)不局限于某一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)，控制科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)甚至是系統(tǒng)生物學(xué)界的研究人員從各自不同的學(xué)科背景出發(fā)，都遇到了混合系統(tǒng)及其帶來(lái)的特殊挑戰(zhàn)。建立混合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)混合系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，在混合動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的研究中始終占據(jù)著重要的位置。Petri網(wǎng)以其簡(jiǎn)潔緊湊的圖

2、形化表示方法、強(qiáng)大的表達(dá)能力、堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到眾多不同的領(lǐng)域中。混合Petri網(wǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)Petri網(wǎng)的一種拓展，繼承了Petri網(wǎng)的眾多優(yōu)點(diǎn)，已日益成為一種重要的混合系統(tǒng)研究方法。
　　本文首先指出了混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，給出了混合系統(tǒng)的定義?？偨Y(jié)了不同的混合系統(tǒng)建模方法，比較了不同的建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以及互相轉(zhuǎn)化的條件。通過(guò)實(shí)例指出了混合系統(tǒng)帶來(lái)的特殊現(xiàn)象，以及對(duì)混合系統(tǒng)進(jìn)行仿真需要著重解決的問題。
　　其次，

3、采用混合Petri網(wǎng)的建模與仿真方法來(lái)研究一類混合系統(tǒng)。以標(biāo)準(zhǔn)Petri網(wǎng)為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了混合Petri網(wǎng)的定義、使能和激發(fā)條件。指出混合Petri網(wǎng)建模與仿真中存在的特殊的沖突問題，給出了沖突的解決方案。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合混合Petri網(wǎng)的基本演化規(guī)則，設(shè)計(jì)了混合Petri網(wǎng)的仿真算法?；诨旌螾etri網(wǎng)的仿真算法，結(jié)合MATLAB GUI設(shè)計(jì)了混合Petri網(wǎng)仿真工具。該仿真工具采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，支持不同的弧類型以及賦予變遷更

4、加豐富的特性，擴(kuò)展了混合Petri網(wǎng)的表達(dá)能力，具有一定的實(shí)用性。
　　最后，討論混合Petri網(wǎng)在一類典型的混合系統(tǒng)——空中交通管制ATC(Air Traffic Control)系統(tǒng)中的應(yīng)用。建立了ATC系統(tǒng)中主要關(guān)鍵實(shí)體之間的層次混合Petri網(wǎng)模型，對(duì)ATC系統(tǒng)中的核心對(duì)象航空器的起飛降落的運(yùn)行軌跡進(jìn)行了仿真分析。為航空器防碰撞，沖突解脫的研究打下基礎(chǔ)。
　　本文研究了混合Petri網(wǎng)在混合系統(tǒng)建模與仿真中的應(yīng)用，提