離散事件系統(tǒng)具有離散的狀態(tài)空間和分段的穩(wěn)定軌跡的特性,其在制造業(yè)、交通運輸業(yè)、機器人等領(lǐng)域中有著諸多體現(xiàn),對離散事件系統(tǒng)的研究與應(yīng)用是社會生產(chǎn)低能耗、高效率的必然要求。Petri網(wǎng)能夠簡潔直觀地描述系統(tǒng)資源的并發(fā)、互斥、沖突、共享等行為,并且能夠?qū)@些行為進行定性和定量的研究。因此,使用Petri網(wǎng)對離散事件系統(tǒng)進行建模、分析和資源調(diào)度,已經(jīng)成為學術(shù)界對離散事件系統(tǒng)研究的主流方法之一。然而在現(xiàn)有的理論框架下,Petri網(wǎng)對離散事件系統(tǒng)的分析存在著狀態(tài)爆炸問題,即Petri網(wǎng)的可達狀態(tài)集合隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大呈指數(shù)級增長。傳統(tǒng)的Petri網(wǎng)分析方法在應(yīng)對較大規(guī)模的系統(tǒng)時,存在計算時間過長或內(nèi)存溢出等問題。本文主要研究基于Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)建模與分析方法,針對系統(tǒng)規(guī)模較大而出現(xiàn)的狀態(tài)爆炸問題,提出幾種加快分析速度、減小系統(tǒng)模型的優(yōu)化方法,并將Petri網(wǎng)高效的建模能力應(yīng)用于實際的工業(yè)系統(tǒng)中。本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:（1）針對已有的Petri網(wǎng)分析軟件INA在計算可達狀態(tài)集時求解速度較慢的問題,提出了一種基于GPU+CPU的并行可達狀態(tài)集生成方法。該方法充分應(yīng)用GPU高效的協(xié)同... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 課題來源
    1.3 相關(guān)技術(shù)和研究現(xiàn)狀
        1.3.1 離散事件系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 Petri網(wǎng)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
2 理論基礎(chǔ)
    2.1 離散事件系統(tǒng)
    2.2 Petri網(wǎng)
    2.3 布爾代數(shù)
    2.4 二叉決策圖
    2.5 本章小結(jié)
3 基于GPU+CPU的系統(tǒng)狀態(tài)集生成
    3.1 引言
    3.2 基于GPU的并行計算
    3.3 可達狀態(tài)集求解的串行算法優(yōu)化
        3.3.1 可達圖串行算法分析
        3.3.2 紅黑樹中偽代碼分析
    3.4 可達狀態(tài)集求解的并行算法
    3.5 實驗對比
    3.6 本章小結(jié)
4 基于二叉決策圖的系統(tǒng)狀態(tài)集生成及變量序優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 Petri網(wǎng)可達集的符號化求解方法
    4.3 基于庫所關(guān)聯(lián)度矩陣的BDD變量序優(yōu)化
        4.3.1 關(guān)聯(lián)度矩陣及其求解
        4.3.2 Petri網(wǎng)庫所分組規(guī)則
        4.3.3 資源庫所的排序
        4.3.4 啟發(fā)式BDD變量序的優(yōu)化
    4.4 基于旅行商問題的BDD變量序優(yōu)化方法
        4.4.1 系統(tǒng)模型的因果關(guān)系圖
        4.4.2 因果關(guān)系圖與TSP問題
        4.4.3 TSP問題的整數(shù)線性規(guī)劃建模
    4.5 實驗對比
    4.6 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型的硬件實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 Petri網(wǎng)到PLC梯形圖轉(zhuǎn)換方法
    5.3 基于Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)建模
    5.4 初始化模塊設(shè)計
    5.5 偵測模塊設(shè)計
        5.5.1 雪崩效應(yīng)及解決方案
        5.5.2 沖突問題及解決方案
        5.5.3 判斷變遷使能
    5.6 演變模塊設(shè)計
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 進一步的工作
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]CPU+GPU異構(gòu)并行計算技術(shù)研究[J]. 李紅輝,劉冬冬,楊芳南.  信息系統(tǒng)工程. 2018(05)
[2]邏輯控制器設(shè)計與離散事件系統(tǒng)監(jiān)控理論[J]. 羅繼亮,邵輝,吳維敏,蘇宏業(yè).  控制理論與應(yīng)用. 2018(01)
[3]算法導(dǎo)論（原書第3版）[J]. Thomas H.Cormen,Charles E.Leiserson,Ronald L.Rivest,Clifford Stein,殷建平,徐云,王剛,劉曉光,蘇明,鄒恒明,王宏志.  計算機教育. 2013(10)
[4]基于符號有序二叉決策圖的裝配序列生成技術(shù)[J]. 古天龍,劉華東.  計算機集成制造系統(tǒng). 2008(02)
[5]用布爾代數(shù)方法計算最小碰集[J]. 姜云飛,林笠.  計算機學報. 2003(08)

博士論文
[1]基于GPU的高性能并行優(yōu)化算法研究[D]. 李繁.大連理工大學 2014
[2]布爾函數(shù)的密碼學性質(zhì)研究[D]. 周宇.西安電子科技大學 2009
[3]基于Petri網(wǎng)的FMS建模與調(diào)度研究[D]. 黃波.南京理工大學 2006

碩士論文
[1]基于二叉決策圖的Petri網(wǎng)可達集遍歷和死鎖研究[D]. 張加浪.南京理工大學 2017
[2]基于多核機群的Petri網(wǎng)并行模型及其算法研究[D]. 王玄.廣西師范學院 2016
[3]基于Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)仿真模型及其應(yīng)用研究[D]. 田維新.華中科技大學 2006



本文編號：3336225