【摘要】：在Petri網模型下的柔性制造系統(tǒng)中，人們提出了很多死鎖預防策略，這些策略被廣泛用于解決Petri網中的死鎖問題。然而，大部分策略都是在假設所有變遷都可控并且可觀的情況下得出。而在實際系統(tǒng)中，不可控和不可觀變遷是非常常見的。當存在不可控變遷或不可觀變遷時，由這些策略得到的控制器可能無法阻止系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)。這是因為控制器無法控制不可控變遷，也無法觀測不可觀變遷。因此已有的控制策略不能用于處理存在不可控和不可觀變遷的系統(tǒng)。所以在為系統(tǒng)設計控制器時必須同時考慮不可控變遷以及不可觀變遷的影響。 本論文的工作主要包含以下內容： 1.當前在死鎖問題的研究中，大量工作都集中在了假定不存在不可控和不可觀變遷的系統(tǒng)中。只有少數(shù)控制策略涉及到了不可控和不可觀變遷。然而對于那些沒有考慮不可控不可觀變遷的策略，目前并沒有一種普遍適用的方法來檢驗這些控制策略在存在不可控及不可觀變遷條件下的適用性。即在什么條件下即使存在不可控和不可觀變遷時這些控制策略仍然適用。本論文提出了一種方法來評價當前已有控制策略在存在不可控和不可觀系統(tǒng)中的適用性。首先，假定所有變遷都可控可觀，采用待評價的控制策略為原網系統(tǒng)設計控制器。然后提出了一種算法得出一組關鍵可控變遷以及一組關鍵可觀變遷。根據(jù)這兩組變遷，給出了控制策略適用的充分條件。即當所有的關鍵可控變遷都實際可控并且所有的關鍵可觀變遷都實際可觀時控制策略是適用的。結合已有的控制策略，也可以用提出的評價策略為存在不可控及不可觀變遷的Petri網模型設計控制器。當給定一個待控制的Petri網模型，首先在假設所有變遷可控可觀的條件下用某一控制策略設計控制器，然后用評價策略判斷該控制策略的適用性。如果該控制策略是適用的，則所設計出的控制器能夠起到控制作用。若該控制策略不適用，則再嘗試其他的控制策略，直到找到適用的控制策略為止。該評價策略適用于一般網，并且能用來評價針對一般網的任何死鎖預防策略。 2.針對柔性制造系統(tǒng)中的一類子網模型，把基于可被清空信標的活性控制約束表示為一組不等式。當存在可觀變遷時，提出了為這些控制約束添加控制器的策略。然后針對控制庫所后置集中的不可控變遷，提出了一組線性規(guī)劃，通過求解線性規(guī)劃得到了一組危險變遷和一組完全安全變遷�？刂茙焖赶蛭ｋU變遷的弧是非法的，，而控制庫所指向完全安全變遷的弧是合法的。然后定義了不可控變遷的首遇可控變遷，使得控制庫所指向了該危險變遷的首遇可控變遷。某個不可控變遷的首遇可控變遷是在一個基本路徑中，該不可控變遷逆向遇到的第一個可控變遷。在添加控制器時依次分別考慮不可觀及不可控變遷，這是本論文的一個重要貢獻。此外，在文中還提出了判斷實現(xiàn)控制約束的控制器存在的充分必要條件。 3.基本信標的方法從提出至今已經被人們廣泛的應用于死鎖預防中。針對比上述子網模型更為普通的一類子網模型，在存在不可控及不可觀條件下提出了基于基本信標方法的一種控制策略。所有可被清空的信標被分為基本信標與從屬信標。首先假定所有基本信標的控制深度變量為1。在考慮不可觀變遷的情況下，通過給基本信標的補集中添加原網中的庫所使得補集變成了考慮不可觀變遷條件下的擴充補集。然后給擴充補集添加控制器。接著，在考慮不可控變遷條件下，將已經擴充的補集再次擴充為考慮到不可控變遷條件下的擴充補集。針對第二次擴充的補集，刪除了控制庫所指向危險變遷的控制弧并重新添加了新的控制弧。然后，在得到的受控系統(tǒng)中，提出了算法來重新給控制深度變量賦值使得從屬信標可控。此外本論文還分析了基本信標和從屬信標的可控性。證明了在受控網系統(tǒng)中，所添加的控制器使得基本信標和從屬信標一直被標識(不被清空)。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH165;TP301.1

【共引文獻】

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3 ;Liveness Problem of Petri Nets Supervisory Control Theory for Discrete Event Systems[J];自動化學報;2005年01期

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4 張鎮(zhèn);面向迎賓機器人組件化系統(tǒng)的建模與控制研究[D];上海交通大學;2011年

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10 李亞南;基于區(qū)域理論的Petri網活性控制器優(yōu)化設計[D];西安電子科技大學;2010年

本文編號：2619756