基于ZigBee与谓词Petri网的煤矿安全预警系统设计

针对我国煤矿安全监测系统建设成本较高、有线布线困难、许多煤矿生产区安全设备落后的问题,设计了一套基于ZigBee与谓词Petri网的煤矿安全预警系统。该系统搭建ZigBee无线网络对煤矿井下各种环境参数进行实时监测,通过通信模块上传至云平台记录、储存、处理数据;并结合谓词Petri网构建煤矿安全预警报警模型,提高了报警准确性,有效保障了井下作业人员的安全。

防空导弹C^3I系统谓词/变迁赋色Petri网建模与仿真

介绍了Perti网概念及其标识转移方程的完整动态描述。对复杂的防空导弹C3 I空防对抗过程进行了具体分析 ,描述了某型防空导弹的具体作战过程 ,在有机结合谓词公司Petri网和赋色Petri网基础上 ,建立了基于谓词 /变迁的赋色Petri网模型 ,给出了具体的前置谓词公式。最后对仿真流程进行了描述 ,对战术级指挥控制过程的评估研究有极其重要的意义。

带有时间戳的着色逻辑Petri网

针对扩展着色逻辑Petri网存在的表达能力弱以及适用范围窄的问题,提出了一个新的Petri网模型,即带有时间戳的着色逻辑Petri网。首先,将颜色进行实例化以及将变量用于构建有向边上的表达式使得模型能够传递复杂的数据流。其次,引入全局时间以及令牌的时间戳等概念为变迁使能规则增加时间上的约束,使得模型能够用于模拟实时系统。再次,定义库所约束函数并为变迁使能规则增加输出库所上的约束,使得模型能够适用于存储资源有限的场景。接着,提出基于逻辑变迁输入输出矩阵的匹配法,降低逻辑输入变迁的使能判定计算开销并简化逻辑输出变迁的使能判定计算过程。然后,重新定义适用于三类变迁的使能判定条件以及适用于三类库所的标记更新方法,解决原有模型语义在新模型中不适用的问题。最后,通过实例说明新的Petri网模型具有更强的表达能力和适用范围,它能够适用于传递复杂数据流、存储资源有限、实时的且包含批处理选择结构的系统。

基于改进谓词/变迁网的飞行方式指示器模型研究

为实现空客320飞行仿真中的飞行方式指示器(Flight Mode Annunciator,FMA)仿真,面向离散事件系统,提出一种基于二阶谓词/变迁网的建模方法,并对FMA建模及仿真验证。分析FMA系统功能特点,确定其可用谓词/变迁网建模,但FMA每当飞行方式改变时附带的白色方框提示使传统谓词/变迁网模型繁杂而难以实现。为简化系统模型,在谓词/变迁网的基础上提出继发网,以此为基础定义了适用于离散事件系统的通用型二阶谓词/变迁网,以FMA为例进行了建模及仿真验证。实验结果表明,二阶谓词/变迁网解决了离散事件系统建模时“系统中每一次状态更新都会激活同一个新事件”带来的传统谓词/变迁网模型结构复杂问题,实现了空客320飞行仿真中的FMA仿真。

故障Petri网的概率变迁方法研究

为了对故障建模中的不确定性问题进行描述,并降低故障推理的计算复杂度,定义了故障Petri网的概率变迁方法,对概率变迁及其激发规则作了有别于传统Petri网的定义;将系统故障解释为源库所故障或者变迁的激发功能故障;依据变迁及其外延的一般形式,给出了故障Petri网的概率变迁分析方法,由此提出了一种故障诊断算法。在实例中,设计实验对所提出的故障诊断算法进行验证,结果表明算法能够快速、有效、可靠地诊断出系统故障。

随机Petri网模型中变迁的串、并联性能等价化简技术

随机Petri网的状态空间爆炸问题的研究始终是Petri网研究的主要问题之一 .在随机Petri网模型中 ,变迁的串、并联是Petri网模型的主要基本形式 ,对它的化简不仅有助于解决随机Petri网状态空间的爆炸问题 ,而且也为其他随机Petri网的化简技术提供一个坚实的基础 .另外在诸如工作流、多媒体等重要的随机Petri网模型中也存在大量的变迁的串、并联结构 ,所以对随机Petri网模型变迁的串、并联的化简 ,特别是能够推导出它的性能等价的数学公式就显得很有必要 .本文详细阐述了随机Petri网变迁的串并联的模型化简技术 ,推导出了变迁的串、并联化简的性能等价公式 ,并给出一个化简的例子 ,最后对结果的相关问题进行了分析 .

Petri网的映射变迁关系相似性度量

为了准确计算业务流程管理中流程模型的相似性,给流程的比较、索引和搜索提供有效的保证,使用Petri网对业务流程进行建模,提出基于Petri网的映射变迁关系相似性度量方法.利用流程变迁之间存在的5类基本关系:强线性、弱线性、互斥、并行和循环关系改进传统的工作流网模型,通过度量相同变迁节点在不同流程中结构上的相似性来计算流程相似性.实验中对流程模型进行约束性的增加和删除变迁操作,在达到提高流程相似性的目的的同时,通过与不同流程相似性算法的结果进行比较,验证了所提方法对于解决计算流程相似性问题的有效性.

基于T-不变量消除的Petri网合法变迁引发序列判定算法

Petri网的合法变迁引发序列问题(LFS)是其可达性问题的子问题。前人在LFS判定时常因判定算法的指数级时空复杂度或算法难以推广至一般Petri网而受限。因此,基于Petri网T-不变量支集变迁与可达图有向环路上标注变迁的对应关系,综合应用线性代数与可达树分析,原LFS判定被缩减为以基础向量为发生数向量的LFSb判定。通过两棵可达树(分别以原网、初始标识;逆网、目的标识为根)层序轮流构造同时比较当前叶节点层中的标识,若算法终止前有相同标识出现,则LFSb(LFS)判定成功;反之,LFS判定失败。分析表明,算法的时间复杂度为多项式级别的,且适用于一般Petri网的LFS判定。

谓词Petri网理论在电网故障诊断中的应用

介绍了谓词Petri网理论及其矩阵推导方法,提出了一种基于谓词Petri网理论的电网故障诊断模型。以母线为例说明了元件连接图的建立和映射为诊断模型的方法。该诊断方法将断路器和保护信息包含在运算过程中,使Petri网的故障模拟过程更加清晰准确;将元件故障诊断分解为各方向诊断,降低了运算维数。实际电力系统中的测试结果证明了基于该模型的故障诊断系统的实用性和有效性。

含不可控变迁的Petri网监控器设计

在基于Petri网建模的含不可控事件的离散事件系统监控器设计中,当给定的控制目标为Parikh矢量约束时,提出通过转换矩阵R将不可控变迁导致的非法不等式约束变换为允许约束,并求得相应监控器.构造矩阵方程求解R,通过矩阵方程的相容性判断R的存在性,并给出利用广义逆矩阵求解R的算法,得到对应的允许约束和监控器.同时提出代价函数,用于寻找控制观测代价最小的监控器.最后通过实例验证了该算法的正确性和有效性.

利用谓词/变迁网证明的一阶谓词逻辑命题

研究了证明一般的一阶谓词逻辑命题的方法,根据网逻辑的思想,利用谓词/变迁网对一般形式的一阶谓词逻辑命题进行了图形表示,提出了2种一阶谓词逻辑命题的证明方法:图形证明法和矩阵证明法。举出一个实际的例子来说明证明思路。

Petri网多重变迁集的行为轮廓一致性分析

为有效解决业务流程模型中出现的重复活动的行为轮廓一致性问题,提出了一种基于Petri网多重变迁集的行为一致性测量方法。在多重变迁集的基础上,分析了模型行为轮廓中变迁的3种弱序关系,提出了一种考虑一致匹配变迁对与匹配变迁对的比值的测量方法,测量了包含重复活动的模型间的行为轮廓一致性服从度。通过理论和实例分析表明了该方法的有效性。

基于含不可观变迁Petri网的码垛机器人零件加工系统故障检测方法

研究了基于含不可观变迁Petri网的码垛机器人零件加工系统故障检测问题。结合机器系统运行过程中的故障特征,对Petri网在机器系统故障诊断中的应用进行了研究,提出了包含不可观变迁Petri网的基本可达树和诊断分析函数的概念及基本可达树故障检测算法。以码垛机器人零件加工系统为例,建立了Petri网系统模型,应用基本可达树故障检测算法进行检测,故障检测结果符合码垛机器人零件加工系统实际运行情况,验证了该方法的有效性。

基于变迁记忆的无人化掘进机故障Petri网研究

无人化掘进机是无人化采矿技术理念的具体实现,煤矿智能化开采要求掘进机具备智能诊断技术。本文在分析传统Petri网在故障诊断领域的应用基础上,给出了故障诊断问题的不同建模分类及一种理论表达,并抽象出故障诊断领域的三大科学技术问题。介绍了表征变迁记忆的变迁标识矩阵,用于表达故障传播路径,在此基础上从新型故障Petri网定义、关联矩阵改进、状态方程、变迁记忆表达等几个方面,论述了基于变迁记忆的掘进机故障Petri网的理论定义及技术实现。最后验证并指出了智能诊断函数的表达形式及故障传播路径智能推理的一致性表达。

基于双变迁Petri网的嵌入式系统建模

介绍了双变迁Petri网的基本理论,分析了其在复杂系统建模中的不足,引入了面向对象技术,论述了该方法在嵌入式系统建模中的应用.采用该模型,进行了实例分析,表明该方法能够较好地解决复杂嵌入式系统的建模问题.

双变迁Petri网的电路模拟技术研究

介绍了双变迁Petri网的基本理论,探讨了Petri网模型的逻辑电路描述方法;针对逻辑电路模拟双变迁Petri网所遇到的问题,提出了采用硬件描述语言模拟双变迁Petri网的方法,详细讨论了用Verilog语言实现双变迁Petri网的技术;通过一个双变迁Petri网模型实例,在模拟软件中进行了模拟分析,验证了方法的可行性。研究表明,使用硬件描述语言描述Petri网模型,利用现有的设计模拟工具,可以模拟模型运行,分析模型的特性,方法简便,适用范围广,为双变迁Petri网模拟分析提供了一种新途径。

具有不可控变迁的离散事件系统Petri网控制器的研究

针对基于Petri网建模的离散事件系统的Petri网控制器的设计问题,分析了系统中存在不可控变迁时的情况,并基于局部设计和Petri网简化技术,提出了一种新的控制器设计方法。该方法首先将约束条件分为允许约束和非法约束,并通过矩阵转换方法将非法约束转换为允许约束,然后通过约束矩阵设计出相应的控制器。该方法由于只考虑与约束库所、约束变迁及不可控变迁相关联的局部关联矩阵,降低了矩阵的维数,简化了控制器的设计,避免了死锁。最后,基于两个实例验证了该方法的高效性。

基于变迁指标的Petri网分解方法

通过定义 Petri 网变迁的指标函数,给出一种基于变迁指标的 Petri 网分解方法,通过分解得到子网系统均为结构简单的 T-网。分析了原网系统与子系统在结构性质和动态性质方面的对应关系,并且证明了通过子网之间的共享合成可以得到原先的网系统,这为 Petri 网用于复杂的物理系统分析提供了可靠的理论依据和技术手段。

面向对象双变迁Petri网及应用研究

针对Petri网数据流描述能力的不足,引入了数据变迁的概念,给出了双变迁Petri网的定义和图形表示,详细分析了双变迁Petri网的行为规则;定义了面向对象双变迁Petri网,使复杂系统的网模型易于分析理解;实例建模表明,该方法对控制流和数据流共存的复杂系统建模十分有效。

一种三态加时变迁Petri网的形式化描述与分析

提出一种弱引发规则三态加时变迁Ｐｅｔｒｉ网（简称ＷＴＴＰＮ），它比现有三态加时变迁Ｐｅｔｒｉ网更适于建模分析冲突结构；平行于无时间约束Ｐｅｔｒｉ网，给出了并发意义下ＷＴＴＰＮ的形式化描述与分析框架，据此可对其进行定性分析；证明了ＷＴＴＰＮ与其基网系统关于活性、有界（安全）性和可逆性等价。