一种基于Petri网的多机器人路径规划建模方法

月球基地建设是当前各国月球探测与开发计划的核心使能技术之一。然而,为消除高昂的运输成本和有限载人航天技术的约束,使用多机器人团队建造月球基地的新研究方案被提出,该方案的关键是如何实现多机器人针对复杂任务的路径规划。为此,以月球基地建设场景中的探测采集区域、采集月壤、搬运月壤等作为复杂的任务输入,研究了一种基于Petri网模型的多机器人路径规划建模方法。构建了多机器人运动的Petri网模型;使用线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)语言描述月球基地建设的相关任务;将Petri网模型和LTL公式结合求解得到多机器人路径;在Matlab软件中进行仿真验证,并与使用切换系统的建模方法进行对比。结果表明,使用Petri网模型所需的建模总时间比切换系统模型单个任务的建模时间减少2个数量级,说明建立的Petri网多机器人模型具有避免维度爆炸、计算高效等优势。

基于多元约束Petri网的水利测绘无人机路径规划

随着测绘技术的不断发展,测绘无人机在水利工程中的应用不断深入。利用无人机进行测绘作业,一方面革新了测绘作业工作模式,提高了工作效率;另一方面也因无人机无人驾驶、持续飞行时间有限、航测图片拼接约束等客观原因,需要进行科学的无人机测绘作业路径规划,满足无人机飞行安全、航测数据有效及作业效率优化等要求。鉴于此,提出了一种基于多元约束Petri网的水利测绘无人机路径规划方法。对问题场景进行了描绘;定义了多元约束Petri网,并给出了可达性分析方法;构建了面向测绘无人机路径规划的多元约束Petri网模型;基于可达标识图析出了路径规划最优方案。实验证明了所提方法在面向水利测绘无人机的路径规划方案寻优上具有优越性。

基于Petri网的配电网规划工作流模型

结合配电网规划工作实际情况,充分利用工作流技术,建立一套适用于配电网规划工作的Petri网模型。该模型可以清晰地展示配电网规划过程中各个业务环节之间的相关性,将整个配电网规划过程流程化,可以有效地协助配电网规划人员快速熟悉、掌握业务流程,快速提升配电网规划业务水平,为实现配电网规划工作业务的信息化管理打下基础。

基于Petri网与遗传算法的航空器滑行初始路径规划

为支持先进机场场面活动引导与控制系统(A-SMGCS,advanced surface movement guidance and controlsystem)实施航空器滑行的精确引导,将场面分为滑行道交叉口和直线段等典型运行单元,利用改进的扩展赋时库所Petri网,建立了场面运行模块化模型;采用该模型进行染色体编码,并考虑场面运行管制规则,提出了染色体合法性检测与修复算法,以及染色体交叉和变异算法.基于首都国际机场01号跑道实际运行数据,用本文模型和算法进行了多个航班滑行初始路径规划,研究结果表明:与节点-路段类模型相比,本文模型能更充分地描述场面管制规则约束,可避免生成违反管制规则的路径;本文算法的每个航班初始路径规划耗时小于10 s,符合A-SMGCS的要求;由于考虑了航空器滑行速度调整特征,更符合场面运行的实际情况.

基于时延Petri网模型的机器人装配任务规划

采用时延Petri网针对有代表性的柔性装配单元进行建模 ,柔性装配单元包括装配机器人、拧螺钉机器人、变位器和加工中心等自动装配和制造中的常用设备 ,具有较大的通用性。推导了顺序作业和并行作业的时间消耗计算方法 ,针对具体任务提出了任务规划的时间优化算法 ,通过仿真和试验两种方法对最优规划序列进行了验证。该项研究可在作业时间要求严格的场合产生优化的装配任务序列 。

基于混合整数规划的一般Petri网死锁检测方法

信标的受控性是检测柔性制造系统(flexible manufacturing system,FMS)Petri网模型是否存在死锁的关键因素.对于普通Petri网,在任何可达标识下所有信标不被清空是检测网系统非死锁的充分条件.然而,该条件对于建模能力更强的一般Petri网并不适用,max可控性条件由此产生.研究证明,该条件对于一般Petri网的死锁检测过于严格了.虽然其后有很多研究者通过改进max可控性条件以求给出条件更宽松的一般Petri网非死锁的充分条件,但大部分的研究成果都仅仅局限于一种顺序资源共享分配系统Petri网模型S4PR(systems of sequential systems with shared resources)网.因此,本文在max可控性条件的基础上提出了新的名为max#可控的信标可控性条件,并在此条件的基础上实现了基于混合整数规划(mixed integer programming,MIP)的死锁检测方法.与现有研究成果相比,max#可控性条件更宽松,可适用于更多类型的一般网,为解决大规模柔性制造系统中死锁监督控制器的结构复杂性问题提供了有力的理论支撑.

基于Petri网的产品拆卸过程规划

引用拆卸优先矩阵来描述产品零件间的物理特性,并以优先矩阵为基础,以Petri网为工具,建立了包括零部件回收价值及拆卸成本在内的产品拆卸Petri网模型,采用Petri网基于不变量的性能分析方法,对模型进行求解,得到了满足需求约束的最佳拆卸序列。

基于IBA优化变权时间Petri网的3D NoC测试规划

为了提高三维片上网络(three dimensional network-on-chip,3D NoC)测试效率,结合3D NoC测试的特点建立了一种变权时间Petri网的测试模型,设置算法权值与变迁时延相关联,对Petri网变迁进行动态变权处理。在此基础上,将变迁激发序列作为IP核并行测试任务规划方案,采用简化蝙蝠位置更新方程的改进蝙蝠算法对其进行优化求解。将蝙蝠的位置更新规则融入到Petri网进化规则中,简化了推理过程,避免算法陷入早熟,提高了收敛速度。采用ITC’02测试基准作为实验对象,仿真结果表明,与其他算法相比,模型可以有效的描述3D NoC测试规划问题,最大时间优化率达到13.9%,提高了测试效率。

一种基于赋时Petri网和ZBDD的装配序列规划方法

赋时Petri网为装配序列规划提供了有效的建模方法,但其在求解最优装配序列时受到组合复杂性的严重制约。零压缩二叉决策图(ZBDD)是处理大规模组合集合和0-1稀疏向量的一种有效符号技术,能够有效缓解组合爆炸问题。将赋时Petri网与ZBDD结合起来,给出了一种求解装配序列最优解的有效方法。首先通过转换算法将赋时Petri网转换为等价的普通Petri网,接下来给出普通Petri网可达状态及迁移引发函数的ZBDD表示方法,最后基于ZBDD给出最优装配序列求解算法。实例验证表明,该算法在求解过程中通过隐式符号操作实现了Petri网的可达状态搜索,有效缓解了计算过程中的组合复杂性。

基于Petri网的AGV路径规划方法

提出了一种基于Petri网的多AGV路径规划方法。在此方法中引入了关联库所 (RelatedPlace)的概念。对FMS中的多AGV路径规划进行了描述。通过对这种方法和其他路径规划方法的比较 ,发现该方法对多AGV环境有较好的规划效果 ,可以满足分布式的管理要求。

基于Petri网的柔性工艺规划

论述了产品制造过程中的柔性工艺产生的原因及其工艺柔性存在的意义。在分析了CAPP中的柔性工艺与Petri网之间存在的相同特性关系、柔性工艺Petri网与生产调度Petri网之间的融合关系的基础上,推出了基于Petri网的柔性工艺模型,并对模型与关联矩阵的转换进行了描述。这种方法为CAPP与生产计划调度的一体化集成提供了一种新的途径。

基于关键零部件质量的Petri网的柔性装配系统装配顺序规划

本文针对产品装配中关键零部件质量的保证问题 ,引入装配质量置信度概念 ,并在装配顺序规划中提出以关键零部件装配质量为装配顺序规划目标的规划算法 ,解决了柔性装配系统规划中装配质量及其定量化问题。并以摩托车发动机气门装配组件的装配为算例 ,证明本文提出的算法是完全可行的。

基于知识Petri网的机器人装配规划

本文介绍了知识Ｐｅｔｒｉ网（ＫＰＮ）的基本概念，在柔性装配系统（ＦＡＳ）中的基于ＫＰＮ的机器人规划的硬件环境和任务，以及用ＫＰＮ为机器人装配规划建模和它的运行。文中详细论述了如何建立邻接矩阵，构造与／或树图，建立邻接链表，构造ＫＰＮ，以及最后如何运行ＫＰＮ。

基于Petri网的航空维修分解装配序列规划及其应用

Petri网可用于分解装配序列规划中的关系表达与推理,对于零部件数量大的航空发动机,通过求解Petri网可达集搜索目标分解装配序列的方法是NP难度的。基于装配Petri网与分解Petri网互逆的观点,分别采用启发式搜索算法和优先级调度算法求解搜索最小可分解和最大可装配变迁集,然后构造最简Petri子网达到降低搜索难度的目的,并将分解装配序列规划算法用于发动机零部件跟踪控制过程中,达到降低和防止维修差错的目的。

基于有色Petri网的成像卫星任务规划建模

在深入分析成像卫星任务规划问题模型要素的基础上,以有色Petri网为理论工具,提出一种基于CPN(Coloured Petri Net)的成像卫星任务规划模型。该模型分为顶层模型、控制模型、目标成像任务规划模型和图像传输任务规划模型,具有良好的模块化和通用化特点。通过设计典型仿真实例,考察所建模型在无任务冲突情况下和在有任务冲突情况下的任务规划能力,验证了所建模型的有效性。所建模型可以为成像卫星任务规划方案的制定提供理论依据。

Petri网在产品拆卸序列规划中的应用研究

拆卸是废旧产品中零部件再制造及材料回收再利用的重要环节,拆卸过程规划的目的就是为了寻找最优的拆卸序列。这里以Petri网为工具,建立了包括零部件回收价值及拆卸成本在内的产品拆卸Petri网模型,对模型进行求解,得到了满足需求约束的最佳拆卸序列。

基于Petri网的虚拟维修培训规划技术研究

针对虚拟维修培训中可能存在不同培训任务的问题,建立了基于Petri网的培训任务规划模型,定义了Petri网广义变迁的扩展属性,提出了利用Petri子网来控制具体任务仿真的基本步骤;通过对变迁相关属性的合理编码,解决了从总体Petri网中提取Petri子网的问题,从而实现了Petri网对不同培训任务的可规划性。最后将结论应用于某齿轮减速箱的拆卸任务规划中,证明任务规划方法的有效性。

基于Petri网整数规划的安全操作路径综合

基于Petri网结构,针对安全生产操作建立整数规划模型,进而实现经济效益与安全生产最优综合。首先,根据Petri网概念,拓扑管路与阀门模块和故障模块,由此建立安全可行操作路径的超级结构,然后,根据Petri网中标记状态的传递情况,确定整数规划模型中的约束条件,最后,考虑权衡最小操作数和最低故障期望建立双目标函数。通过实例验证模型和算法的正确性和有效性,并用GAMS中的CPLEX模型进行Pareto前沿理想点优化求解,得到令人满意的折中安全操作路径。

Petri网在人力资源规划DSS中的应用

根据人力资源规划的特点，建立了用于人力资源规划的决策支持系统（ＤＳＳ）的框架结构，具体描述了系统的模块组成及其功能，并提出了一种运用Ｐｅｔｒｉ网来实现人力需求与供给相匹配以及政策仿真的新方法，通过以上分析，进而在ＤＳＳ的应用及实现方法等方面得出了一些有益的结论。

基于Petri网启发式搜索的装配序列规划

Petri网是表示优先级约束和计算装配序列的有效工具。将Petri网和启发式搜索相结合,给出了一种新的装配序列规划方法。该方法用Petri网模型表示可行装配序列,通过生成和搜索Petri网的局部可达图找到一个最优或接近最优的装配序列,该装配序列通过Petri网的迁移引发序列来表示。结合实例验证了该方法的正确性和有效性。