存在不可控與不可觀變遷的Petri網(wǎng)活性控制器設(shè)計(jì).pdf

1、在Petri網(wǎng)模型下的柔性制造系統(tǒng)中，人們提出了很多死鎖預(yù)防策略，這些策略被廣泛用于解決Petri網(wǎng)中的死鎖問題。然而，大部分策略都是在假設(shè)所有變遷都可控并且可觀的情況下得出。而在實(shí)際系統(tǒng)中，不可控和不可觀變遷是非常常見的。當(dāng)存在不可控變遷或不可觀變遷時，由這些策略得到的控制器可能無法阻止系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。這是因?yàn)榭刂破鳠o法控制不可控變遷，也無法觀測不可觀變遷。因此已有的控制策略不能用于處理存在不可控和不可觀變遷的系統(tǒng)。所以在為系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、控制器時必須同時考慮不可控變遷以及不可觀變遷的影響。
　　 本論文的工作主要包含以下內(nèi)容：
　　 1.當(dāng)前在死鎖問題的研究中，大量工作都集中在了假定不存在不可控和不可觀變遷的系統(tǒng)中。只有少數(shù)控制策略涉及到了不可控和不可觀變遷。然而對于那些沒有考慮不可控不可觀變遷的策略，目前并沒有一種普遍適用的方法來檢驗(yàn)這些控制策略在存在不可控及不可觀變遷條件下的適用性。即在什么條件下即使存在不可控和不可觀變遷時這些控制策略仍然適用。本論

3、文提出了一種方法來評價(jià)當(dāng)前已有控制策略在存在不可控和不可觀系統(tǒng)中的適用性。首先，假定所有變遷都可控可觀，采用待評價(jià)的控制策略為原網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器。然后提出了一種算法得出一組關(guān)鍵可控變遷以及一組關(guān)鍵可觀變遷。根據(jù)這兩組變遷，給出了控制策略適用的充分條件。即當(dāng)所有的關(guān)鍵可控變遷都實(shí)際可控并且所有的關(guān)鍵可觀變遷都實(shí)際可觀時控制策略是適用的。結(jié)合已有的控制策略，也可以用提出的評價(jià)策略為存在不可控及不可觀變遷的Petri網(wǎng)模型設(shè)計(jì)控制器。當(dāng)給定一

4、個待控制的Petri網(wǎng)模型，首先在假設(shè)所有變遷可控可觀的條件下用某一控制策略設(shè)計(jì)控制器，然后用評價(jià)策略判斷該控制策略的適用性。如果該控制策略是適用的，則所設(shè)計(jì)出的控制器能夠起到控制作用。若該控制策略不適用，則再嘗試其他的控制策略，直到找到適用的控制策略為止。該評價(jià)策略適用于一般網(wǎng)，并且能用來評價(jià)針對一般網(wǎng)的任何死鎖預(yù)防策略。
　　 2.針對柔性制造系統(tǒng)中的一類子網(wǎng)模型，把基于可被清空信標(biāo)的活性控制約束表示為一組不等式。當(dāng)存在可觀

5、變遷時，提出了為這些控制約束添加控制器的策略。然后針對控制庫所后置集中的不可控變遷，提出了一組線性規(guī)劃，通過求解線性規(guī)劃得到了一組危險(xiǎn)變遷和一組完全安全變遷?？刂茙焖赶蛭ｋU(xiǎn)變遷的弧是非法的，而控制庫所指向完全安全變遷的弧是合法的。然后定義了不可控變遷的首遇可控變遷，使得控制庫所指向了該危險(xiǎn)變遷的首遇可控變遷。某個不可控變遷的首遇可控變遷是在一個基本路徑中，該不可控變遷逆向遇到的第一個可控變遷。在添加控制器時依次分別考慮不可觀及不可控變

6、遷，這是本論文的一個重要貢獻(xiàn)。此外，在文中還提出了判斷實(shí)現(xiàn)控制約束的控制器存在的充分必要條件。
　　 3.基本信標(biāo)的方法從提出至今已經(jīng)被人們廣泛的應(yīng)用于死鎖預(yù)防中。針對比上述子網(wǎng)模型更為普通的一類子網(wǎng)模型，在存在不可控及不可觀條件下提出了基于基本信標(biāo)方法的一種控制策略。所有可被清空的信標(biāo)被分為基本信標(biāo)與從屬信標(biāo)。首先假定所有基本信標(biāo)的控制深度變量為1。在考慮不可觀變遷的情況下，通過給基本信標(biāo)的補(bǔ)集中添加原網(wǎng)中的庫所使得補(bǔ)集變成了