基于Petri網(wǎng)的廣義互斥約束轉(zhuǎn)換算法研究.pdf

1、離散事件系統(tǒng)（Discrete Event System，簡(jiǎn)記為DES）是一種由事件而非時(shí)間驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。和連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)一樣，離散事件系統(tǒng)也需要對(duì)狀態(tài)進(jìn)行限制以使系統(tǒng)的狀態(tài)符合預(yù)期。不符合預(yù)期要求的狀態(tài)為禁止?fàn)顟B(tài)，如自動(dòng)駕駛車輛系統(tǒng)中車輛的碰撞、柔性制造系統(tǒng)中的死鎖等。禁止?fàn)顟B(tài)的監(jiān)控，就是為離散事件系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控器使得閉環(huán)系統(tǒng)不進(jìn)入禁止?fàn)顟B(tài)。
　　盡管也可以使用自動(dòng)機(jī)和形式語言等來研究離散事件系統(tǒng)的監(jiān)控問題，但是Petri網(wǎng)在描述

2、系統(tǒng)狀態(tài)和并發(fā)特性等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，因此本文采用Petri網(wǎng)作為建模工具來研究離散事件系統(tǒng)在廣義互斥約束(GeneralizedMutual Exclusion Constraint，簡(jiǎn)寫為GMEC)下的監(jiān)控問題。
　　Petri網(wǎng)中變遷全部可控情況下的禁止?fàn)顟B(tài)監(jiān)控器設(shè)計(jì)已經(jīng)有很多有效的方法。但對(duì)于Petri網(wǎng)中含有不可控變遷情況，合法標(biāo)識(shí)可能通過一些不可控變遷的激發(fā)到達(dá)禁止標(biāo)識(shí)，這使得監(jiān)控問題變得錯(cuò)綜復(fù)雜和困難。本文的研

3、究重點(diǎn)是對(duì)象Petri網(wǎng)在含有不可控變遷的情況下，將要施加的GMEC轉(zhuǎn)換為最大允許的約束，使得轉(zhuǎn)換后的約束表示的合法標(biāo)識(shí)都不會(huì)通過不可控變遷的激發(fā)到達(dá)禁止標(biāo)識(shí)，這樣后續(xù)再設(shè)計(jì)監(jiān)控器就會(huì)簡(jiǎn)單容易很多。本文的主要研究工作概述如下:
　　1.針對(duì)Petri網(wǎng)的不可控影響子網(wǎng)為FSFCF網(wǎng)、要在對(duì)象的Petri網(wǎng)上施加GMEC，我們首次提出“庫所的分支”的概念，用來分析有多個(gè)輸出變遷的庫所中的托肯的流向和這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)初始GMEC造成的影響

4、?；贔SFCF網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)不可控影響子網(wǎng)中的庫所進(jìn)行分類;通過分析研究FSFCF網(wǎng)不同結(jié)構(gòu)下的性質(zhì)，得到各類庫所的等效權(quán)重;最后，將原始GMEC中庫所前面的系數(shù)換成對(duì)應(yīng)的等效權(quán)重，就完成了初始GMEC向最大允許約束的轉(zhuǎn)換。
　　2.針對(duì)Petri網(wǎng)的不可控影響子網(wǎng)中有環(huán)、庫所有多個(gè)輸出變遷的情況，要在對(duì)象的Petri網(wǎng)上施加GMEC，我們首次提出“Petri網(wǎng)的層次”的概念，用來對(duì)不可控影響子網(wǎng)中的庫所進(jìn)行分層;還對(duì)增量函數(shù)、最