【摘要】：針對(duì)自動(dòng)制造系統(tǒng)(Automated Manufacturing Systems,AMSs)的死鎖問(wèn)題,人們提出了許多基于Petri網(wǎng)的控制策略。這些策略往往假定AMSs中資源是可靠的。然而,在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中可能會(huì)發(fā)生不可預(yù)測(cè)的資源故障。在這種情況下,現(xiàn)存的死鎖控制策略變得不再有效。為了解決這一問(wèn)題,本文以一般Petri網(wǎng)(generalized system of simple sequential processes with resources,GS~3PRs)和面向制造的Petri網(wǎng)(manufacturing-oriented Petri nets,M-nets)為模型,研究基于可達(dá)圖的魯棒死鎖控制策略。通過(guò)該策略得到的魯棒控制器使得不論資源是否發(fā)生故障,AMSs都能夠正常完成加工任務(wù)。對(duì)于存在不可靠資源的GS~3PR網(wǎng),本文將不可靠資源問(wèn)題模型化,對(duì)可能發(fā)生資源故障的庫(kù)所添加工件/資源分離的恢復(fù)子網(wǎng),得到不可靠GS~3PR網(wǎng)(unreliable GS~3PR,U-GS~3PR)。應(yīng)用工件/資源分離的恢復(fù)子網(wǎng)模建模當(dāng)資源發(fā)生故障時(shí),將被故障資源夾持的工件與故障資源分離,若該類故障資源仍有足夠可用單元,則將該工件返回系統(tǒng)繼續(xù)加工,待故障資源修復(fù)后,將其返回系統(tǒng)。依據(jù)故障資源數(shù)目,使能變遷和變遷可控性之間的關(guān)系,將U-GS~3PR網(wǎng)可達(dá)狀態(tài)劃分成魯棒合法狀態(tài)和禁止?fàn)顟B(tài)。然后通過(guò)-不變式設(shè)計(jì)其魯棒控制器。由于一些U-GS~3PR網(wǎng)中求出的具有魯棒性的合法狀態(tài)域是非凸域,不能通過(guò)線性約束來(lái)求解其魯棒活性監(jiān)督控制器。對(duì)此,本文引入?yún)^(qū)間抑制弧來(lái)設(shè)計(jì)U-GS~3PR網(wǎng)魯棒控制器。針對(duì)存在多個(gè)并行加工進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)有限資源的M-nets,根據(jù)含有不可靠資源的M-nets的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),本文定義了工件/資源分離和返回可靠資源的恢復(fù)子網(wǎng),將其添加到可能發(fā)生資源故障的庫(kù)所,得到不可靠M-nets(unreliable M-nets,U-M-nets)。通過(guò)將所有的可達(dá)狀態(tài)分類,利用-不變式和區(qū)間抑制弧設(shè)計(jì)U-M-nets的魯棒控制器。由于添加了恢復(fù)子網(wǎng),使得不可靠Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜,可達(dá)狀態(tài)增多,設(shè)計(jì)控制器算法的計(jì)算量增大。為了解決這一問(wèn)題,本文對(duì)于U-M-nets進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,并對(duì)簡(jiǎn)化后的網(wǎng)設(shè)計(jì)魯棒控制器。結(jié)果表明,該簡(jiǎn)化方法通過(guò)計(jì)算更少的可達(dá)狀態(tài),得到的控制效果與簡(jiǎn)化前相同。本文以GS~3PRs網(wǎng)和M-nets為例,針對(duì)資源故障問(wèn)題,基于可達(dá)圖為AMSs設(shè)計(jì)魯棒活性監(jiān)督控制器。最后通過(guò)一些實(shí)例驗(yàn)證提出的算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不論資源是否故障,上述方法都可以使AMSs正常運(yùn)行。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP301.1;TP273

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本文編號(hào)：2634325