基于扩展随机Petri网的可重组制造系统建模与分析方法

可重组制造系统(Reconfigurable manufacturing system,RMS)可根据市场变化进行组态调整和组元升级,系统的建模与分析方法必须能适应上述特点。提出基于扩展随机Petri网(Extended stochastic Petri nets,ESPN)的模块化建模方法,将RMS不同的加工资源对应于相应的ESPN基本模块,并通过过渡变迁合成ESPN模型,该模型能适应任意分布的制造系统,可更加精确地反映生产过程。在此基础上采用基于行为表达式的分析方法,得到系统性能指标,该分析方法可不必画出可达图而直接得到系统性能关系函数,使分析过程更加直观、简洁。可重组电动机生产线的实例证明了该建模与分析方法的有效性。

计算log_ab的增广Petri网模型

本文给出了个a为自然数(a>1),b为自然数时,计算logab的值的增广Petri网模型,然后给出了矩阵描述和状态方程分析,最后导出了已知输入值的算法。

基于层次广义随机Petri网的测试性建模新方法

针对目前装备系统采用层次化、模块化设计,维修级别与测试性建模复杂度大大提高的问题,提出一种基于层次广义随机Petri网(HGSPN)的测试性建模方法。将主流模型和广义随机Petri网(GSPN)模型进行对比,阐明主流模型存在的问题,以及选择GSPN模型的原因;对装备进行层次划分,建立分层GSPN模型;系统及其组成元件存在多个故障模式,为区分这些故障模式提出一套完整编码方案;给出可达性算法获取层次相关性矩阵,运用测试性评估数学模型得到各层级的测试性水平,将各层级的测试性信息汇总,得到装备完整的测试性水平。以某型导弹发动机系统为例,建立其HGSPN模型,并对测试性指标进行确定,得到100%的故障检测率和66.7%的故障隔离率,验证了所提建模方法和相应算法的有效性。

基于广义随机有色Petri网的测试性建模方法

针对现有测试性模型简化系统故障与测试之间的关系,忽略故障模式之间复杂性的问题,提出一种基于广义随机有色Petri网(CGSPN)的测试性建模方法。在Petri网的理论基础上对故障模式复杂性进行分析,并用不同颜色表示严酷度等级,完成CGSPN模型的构建。应用编码方案区分同一故障的多种故障模式,有效降低建模难度。采用可达性算法获取相关性矩阵。引入三角模糊数算法获取专家知识,将专家数据作为先验信息与后验测试数据相结合,解决数据量少和不可靠问题。以某型导弹为例建立CGSPN模型,对其进行测试性分析,得到96.8%的故障检测率和100%的故障隔离率,在满足系统测试性指标要求基础上丰富了模型的内容,为装备的测试性建模提出了一种新方法。

基于扩展关联矩阵的电流跟踪模型和算法

功率在传输过程中存在损耗,进行潮流跟踪时常常需将实际电网等值为无损网络。而电流在系统中没有损耗,并且实部电流与虚部电流相互正交。基于此,提出一种高效、快速的电流跟踪解析模型及求解算法,可提高电力系统潮流跟踪和网损分摊的精度,并将对电力市场电价机制和输电线路传输能力的深入研究起到促进作用。论文根据交流潮流或状态估计结果,将实际网络分解为实部电流网络和虚部电流网络,针对每个电流网络建立基于电流的扩展关联矩阵、发电注入以及负荷电流矩阵,计算电流跟踪分配系数矩阵,即可建立发电机对负荷电流分配的解析模型。基于电流跟踪易于得到潮流跟踪和网损分摊的精确结果。论文用2个定理保证了算法的正确性,并且跟踪前后均能满足电力网络的基本定理。该模型不需分摊原则的假设前提,而是通过矩阵分析直接解析求解,既可用于无环流网络又可用于环流网络。对算例系统进行计算,证实了算法的有效性和正确性。

基于ESPN的制造系统多任务可靠性研究

以一个有三台机床并同时进行多个加工任务的制造单元为例,采用扩展随机Petri网对其进行多任务可靠性建模,该模型不仅可以适应任意分布的制造系统,同时克服了传统的可靠性建模方法无法兼顾制造系统生产过程的时间动态特性.在此基础上基于Petri网行为表达式,并将矩母函数思想引入其中,则不必生成可达标识图就可通过计算模型的传递函数,进而得到整个系统的多任务可靠度,由此可以更直观地反映具有多种加工任务的整个制造系统的运行性能.

基于扩展卡尔曼估计的飞机防滑刹车系统模糊控制

飞机防滑刹车控制系统中对滑移率的研究是近年研究的热门课题。根据飞机地面滑跑的受力分析建立了飞机的非线性动力学数学模型,提出了一种基于最佳滑移率方式的飞机刹车系统模糊控制律;在刹车过程中,提高刹车效率的重要前提是对飞机速度的准确估计,因此提出了基于扩展卡尔曼滤波算法的飞机速度精确估计的方法,将估计飞机速度的最优值作为防滑控制律的输入,实现系统状态的估计。对所提出的算法进行仿真验证,结果表明:基于扩展卡尔曼估计的模糊控制可以准确估计出飞机滑跑时的速度,实现滑移率的最优控制,改善飞机低速段滑移率控制,提高飞机刹车性能和效率。

基于行为表达式的设备可用度分析方法

首先分析了设备运行过程中的不同劣化状态,提出了基于扩展随机Petri网的设备运行、劣化和维修过程建模方法,由于扩展随机Petri网的变迁可适应任意分布,因此所提方法能更加准确地反映设备的运行过程。然后在此基础上,采用基于行为表达式的方法分析了在不同维护策略下的设备可用度和激发速率之间的函数关系,该方法可有效地避免Petri网可达图状态爆炸的问题,使得分析过程更加清晰。最后通过实例分析,证明了该方法的有效性。

无公害农产品认证模型构建研究与系统结构

针对无公害农产品认证业务流程的复杂性,设计并实现了基于工作流的无公害农产品监管系统。采用Petri网技术构建无公害农产品认证业务的工作流模型,并通过模型化简和矩阵遍历相结合的算法对模型的合理性进行了验证。模型化简算法降低了矩阵遍历算法中遍历的维数,矩阵遍历算法弥补了复杂模型无法彻底化简的问题,两种算法相互作用提高了算法的效率和验证的准确性。结论表明,利用Petri网和改进的模型验证算法可以对无公害农产品认证业务模型进行构建和优化设计。