部分可控Petri网分布式死锁监控器设计

研究了部分可控Petri网柔性制造系统中的死锁避免的问题。为了保证死锁避免和资源最大允许利用,提出了基于分支定界法的Petri网死锁监控器的优化设计方法,采用多个子控制节点对全局状态建立分布式监控器,通过行为可行和分布可行对分布式监控器下合法状态空间进行检测,对最大行为可行子集建立线性规划模型求解最大分布可行合法状态集,得到分布式监控器下的最大合法状态子空间。最后,建立了柔性制造系统的部分可控Petri网模型,针对系统的死锁避免等多个行为特性要求,分别设计了集中式监控器和分布式监控器,分布式监控器能有效地避免死锁。

部分可控Petri网的最优监控器设计

研究了部分可控Petri网的码垛机器人零件加工系统最优监控器设计的问题。为了保证广义互斥约束满足静态规范和行为规范,提出了部分可控Petri网的最优监控器的方法,探寻出以线性不等式的形式表示的初步约束集,通过可达性分析和初步约束集建立可达树得出合法标识集和有界非法标识集,对分离出的标识建立混合整数线性规划模型,运用分支边界法得到最大允许度且最少数量的广义互斥约束集作为最优监控器。以含不可控变迁的码垛机器人零件加工系统为例,建立了部分可控Petri网模型,结合零件加工过程中机器人的占用和释放环节,对应用Petri网在机器加工系统的最优设计进行了研究,应用监控器生成算法设计的监控器拥有更严格的约束和更简化的模型,验证了该算法的有效性。

一类受控Petri网的控制器设计(英文)

通过挖掘Petri网的内在的结构特性 ,获得了一种新的解决禁止状态避免问题的控制器设计方法 .这种设计方法适用于一类具有特殊结构的受控Petri网 (即所有前向路径子网是状态机 )的状态反馈控制器设计 .在非并发的假设条件下 ,所综合的控制器是最大允许 .

改进的部分可观Petri网系统在线故障诊断器设计

本文研究部分可观Petri网建模的离散事件系统的故障检测问题.针对现有的部分可观Petri网系统的在线故障诊断器存在故障诊断率较低的缺陷,本文提出了整数线性规划与广义互斥约束集成的部分可观Petri网系统在线故障诊断改进算法.假定部分可观Petri网系统的结构与初始标识为已知,故障被建模为不可观变迁.首先,算法需要观测接收事件序列,求解部分可观Petri网的整数线性规划问题,算法对系统的故障进行初步诊断.初步诊断为不确定诊断的情形,采用广义互斥约束的方法进行诊断.最后,通过离散事件系统实例分析,采用本文的算法,故障诊断率显著提高,验证了算法的有效性.

基于部分可观Petri网的机车故障诊断方法研究

机车调度的故障检测与诊断是保障行车安全的必要条件。为了实现故障的检测和准确诊断,以仅有部分库所可见的部分可观Petri网为建模工具,研究机车调度系统中传感器监控节点数目和位置的确定方法。首先,给出了加权Petri网系统中故障准确诊断方法,提出故障定位表和监控库所集的确定算法(FLT&MPD),并进一步证明所提出的算法是正确的、有解的且具有多项式级时间复杂度。进一步,基于FLT&MPD算法,给出了保证故障准确诊断下的部分可观系统设计方法,并且证明利用FLT&MPD可以实现监控节点数目最少的最优监控。最后,以机车调度系统中的两类典型故障为例,通过构造对应的层次颜色Petri网模型,给出机车调度系统中传感器监控节点的安放位置,为工业应用奠定了理论基础。

双组元推进系统的部分可观时间Petri网故障诊断

研究了基于部分可观时间Petri网双组元推进系统的故障诊断问题。针对双组元推进系统中环境复杂且部分关键信息无法通过传感器获取的情况,结合部分可观时间Petri网,提出构建修正状态类图的部分可观时间Petri网故障诊断方法。系统过程的节点对应为可观测变迁和不可观测变迁,结合变迁同步、异步触发关系,标定各变迁时间区间,建立部分可观时间Petri网模型,然后转化为修正状态类图。遍历所有满足可观测变迁触发时间和序列信息的路径,诊断系统是否发生故障。最后对双组元推进系统建立部分可观时间Petri网模型,结合系统工作过程中各执行机构可观测状态,对系统不可观部分进行故障诊断,验证了算法的有效性。

高铁进出站控制系统的Petri网故障诊断研究

高铁进出站控制系统是保证高铁正常运行的关键枢纽。针对高铁进出站控制系统是否发生故障及故障发生的准确位置,基于部分可观Petri网的结构特点和整数线性规划问题,提出了一种在线故障诊断算法。算法获取被诊断系统的基本观测序列和基本点火序列,计算观测序列的最大长度,选取故障诊断参数K,应用提出的故障诊断算法对高铁进出站控制系统进行仿真实验并进行了故障诊断分析。实验结果指出高铁进出站控制系统在运行过程中出现的故障,与实验设定故障完全相符。而对于系统中不可观事件和不可观运行状态所发生的故障,该算法仍准确指出了故障发生位置,由此可证明该诊断方法能够满足高铁进出站控制系统对故障诊断算法实时、准确的要求。

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.

基于Petri网结构分析的监控器综合

在基于Petri网建模的离散事件系统中,提出利用局部关联信息进行约束转换,并实现Petri网结构监控器综合的方法.对以Parikh矢量约束形式给出的控制规范,不可控不可观变迁会导致约束成为非法约束,分析了不可控变迁的前向关联结构和不可观变迁的后向关联结构,利用局部关联变迁实现对不可控和不可观变迁的间接控制,从而将非法矢量约束转换为合法约束,并保证初始控制规范的实现.与基于矩阵的监控器综合方法相比,本文的方法只需利用局部信息,最后通过实例对该方法进行了说明.

基于受控混杂Petri网(CHPN)的分层优化模型及其在炼油厂氢气管理中的应用

提出了一种基于受控混杂 Petri 网(CHPN)的分层优化建模结构,并将其应用于炼油厂的氢气网络优化管理中。这种分层优化结构将 CHPN 建立的过程仿真模型同传统的数学优化方法紧密结合在一起,上层的数学优化模型根据经济指标寻求最优解,下层CHPN 在上层最优解的控制下运行,可以根据工厂的实际生产条件的改变在计划期内及时调整调度安排,并保证经济指标的最优性。炼油厂氢气平衡管理建模实例显示,通过该方法获得的炼油厂氢气平衡调度方案减少了炼油厂生产过程中氢气资源的浪费现象,提高了企业的经济效益。

用受控有色Petri网解决水力机组组合中时间约束问题的研究

提出一种应用于解决水力机组组合中时间约束问题的受控有色Petri网模型.该模型能够直观地表达水力机组的启/停状况,并输出计算流量费用的开关量,将机组组合算法中面临开/停新机组时的约束判定和流量损失计算单独处理,为解决考虑时间约束的机组组合问题提供了新的辅助方法.

基于受控Petri网的物流实验系统的研究

随着控制系统的复杂化,传统的方法已经不能很好地用于描述离散事件系统(简称DES)了.为此,定义了一种受控Petri网(简称CPN),并对其中冲突事件的避免进行了探讨.针对物流实验系统中被控点数较多、控制过程也较为复杂的特点,利用CPN技术对系统进行建模,较好地解决了系统中存在的一系列协调、竞争以及并发事件,有效地避免了冲突事件的发生,同时对于系统的CPN模型利用PLC加以实现,并验证其正确性及其可靠性.

火箭发动机启动过程的部分可观Petri网故障诊断

针对液氧/甲烷膨胀循环发动机启动过程中存在的不可观事件和不可观运行状态,现有故障诊断方法仍存在诊断不准确的问题,提出一种基于部分可观Petri网的故障诊断方法.首先,将系统获取的观测序列分解为单位长度的基础观测序列,应用线性矩阵不等式计算与基础观测序列相符的点火序列集;然后,采用向前-向后算法拓展诊断区间、参数K限定故障诊断序列长度,通过分析点火序列集中不可观变迁是否正常点火,判定观测序列是否包含故障;最后,将部分可观Petri网故障诊断算法应用于液氧/甲烷膨胀循环发动机启动过程.结果表明:所提出的算法使计算复杂性缩小为原来的h_o^(-1)·e^(h_o-K),避免随状态空间复杂性增大而出现的状态空间爆炸问题,同时算法能进行实时跟随、在线诊断,诊断准确性可达到99.134%.

一类受控Petri网的反馈控制

受控 Petri网是离散事件动态系统 ( DEDS)的一种控制理论模型 .通过模型来研究实现禁止状态避免的最大允许反馈控制是 DEDS控制理论中的一个重要课题 .文中对受控 Petri网的一个子类 (非受控变迁子集的外延子网为 TC网 )讨论控制综合问题 ,给出求这类受控网中实现禁止状态避免的最大允许反馈控制的一个算法 .

基于受控 Petri 网的抽水蓄能机组工况转换控制——建模及实现

定义了一种受控Ｐｅｔｒｉ网，并对其中冲突的避免问题进行了探讨。针对抽水蓄能机组运行工况较多、工况转换复杂的特点，采用了受控Ｐｅｔｒｉ网技术对抽水蓄能机组的运行状态进行建模及分析，并用可编程控制器（ＰＬＣ）加以实现。

部分可观Petri网故障的量子贝叶斯诊断

针对故障本身构建量子贝叶斯Petri网模型算法,并利用该子网模型进行Petri网系统故障分析。对于部分可观Petri网模型中的不可观故障,根据可达标识图分析变迁点火路径不能判断系统状态,建立量子贝叶斯子网模型,通过不确定路径引起的量子干涉重新标定变迁的条件概率表得到量子概率振幅表。根据故障变迁的前置集合并结合量子贝叶斯推理计算变迁触发的先验概率,由后置集合中的可观变迁修正后验概率,由最大后验概率估计系统所处状态,当故障变迁不唯一时,选取最大概率的故障作为故障源。以实际故障系统建立部分可观Petri网模型,结合可观标签概率序列信息和量子贝叶斯概率估计,对系统不可观部分进行故障诊断验证算法的有效性。

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。

基于受控计时扩展Petri网的分拣系统建模

分拣系统中 ,由于操作人员的参与 ,可能导致被分拣货物和装箱清单不一致。这主要是由于上包控制和货包信息的同步跟踪不可控所造成。为解决这个问题 ,该文提出受控计时扩展Petri网 ,在此基础上对自动分拣系统进行了建模 ,并分析了操作人员的控制作用。实际应用表明 ,受控计时扩展Petri网为具有人参与的物流系统提供了一种良好的建模方法。

连续系统的受控连续Petri网模型

对于连续系统提出了一种受控连续 Petri网模型 .该模型充分考虑了系统状态的时变性质 ,在普通连续 Petri网的基础上 ,对连续变迁的激发速度及触发规则进行了重新定义 ,从而能直观地、充分地描述受控连续系统的演变 ,从而为混杂系统统一的 Petri网模型框架的建立提供了理论基础 .利用模型详细讨论了连续系统的时间最优控制问题的连续 Petri网描述 .

基于受控Petri网的需求追踪演化过程建模

需求追踪可以获得更加完备的系统需求,对软件的成功开发起到十分重要的作用。分析了需求制品间的可追踪性链接关系,定义了链接关系语义及其表示原语,对需求过程活动产生的制品进行追踪链接关系分析,用链接关系图表示制品间的约束、依赖、抽象及时序关系,找出活动中的需求变更点、变体及其变更因素,为需求过程开发活动制定相应的演化控制策略,并反馈到相应的需求活动中,控制需求过程开发活动演化。定义了受控Petri网Con PN,用Con PN对需求追踪演化过程建立形式化模型,反馈、迭代、增量演化需求过程活动,使需求过程更加成熟,同时,提高软件生产的质量和效率,增加涉众满意度。