基于約束轉(zhuǎn)換的離散事件系統(tǒng)監(jiān)控器綜合.pdf

1、離散事件系統(tǒng)是一類受事件驅(qū)動的人造動態(tài)系統(tǒng)，如柔性生產(chǎn)線或裝配線、大規(guī)模計算機和通信網(wǎng)絡(luò)、空中或路面交通管理系統(tǒng)等。離散事件系統(tǒng)的主要研究方向為工作性能分析和系統(tǒng)監(jiān)控理論，研究離散事件系統(tǒng)監(jiān)控理論的工具主要是自動機/形式語言和Petri網(wǎng)理論。鑒于Petri網(wǎng)強大的建模能力和分析的有效性，本文以Petri網(wǎng)為模型研究控制規(guī)范為線性矢量約束的離散事件系統(tǒng)監(jiān)控理論。 通常情況下，實際系統(tǒng)往往要求滿足某些性能指標，即依據(jù)一定的控制規(guī)范

2、來保證系統(tǒng)在允許的狀態(tài)下運行，而不進入某些非允許狀態(tài)，這些控制規(guī)范通常由線性矢量約束來描述。當系統(tǒng)中所有事件均為可控可觀時，根據(jù)線性矢量約束能夠直接得到合法的監(jiān)控器；而系統(tǒng)中存在不可控不可觀事件時，線性矢量約束有可能成為非法約束，從而無法直接進行監(jiān)控器的綜合。因此，本文主要研究Petri網(wǎng)系統(tǒng)中存在不可控不可觀變遷時，如何將非法約束轉(zhuǎn)換為合法約束后再進行進一步的監(jiān)控器綜合，主要研究工作可概括如下： (1)文引入廣義互斥Parik

3、h矢量約束的概念，并提出了利用矩陣行變換將非法廣義互斥Parikh矢量約束轉(zhuǎn)換為合法矢量約束，進而實現(xiàn)存在不可控變遷Petri網(wǎng)的合法監(jiān)控器綜合。在此基礎(chǔ)上，我們進一步證明了可以將“小于等于”或“大于等于”形式的混合矢量約束等價轉(zhuǎn)化為廣義互斥Parikh矢量約束，并給出了含有不可控不可觀變遷Petri網(wǎng)中基于混合矢量約束的監(jiān)控器綜合方法。 (2)首次提出根據(jù)非法廣義互斥Parikh矢量約束的約束轉(zhuǎn)換要求構(gòu)造矩陣方程，利用廣義逆矩

4、陣求得約束轉(zhuǎn)換修正參數(shù)的通解，將非法約束轉(zhuǎn)化為合法約束。該方法能夠在求解方程前通過檢驗相容性從而判斷是否存在滿足要求的修正參數(shù)，同時給出了判斷準則，并根據(jù)該準則進行最優(yōu)監(jiān)控器的求解。 (3)提出了不可控不可觀變遷的前后向關(guān)聯(lián)變遷、前后向關(guān)聯(lián)序列以及序列增量的概念，利用序列增量定義了不可控不可觀變遷與其關(guān)聯(lián)變遷的關(guān)系，從而得到對不可控不可觀變遷間接控制的方法。該方法僅利用不可控不可觀變遷的局部關(guān)聯(lián)信息將對不可控不可觀變遷的控制轉(zhuǎn)移

5、至對其關(guān)聯(lián)變遷的控制，因此，其計算復雜度不受Petri網(wǎng)整體規(guī)模的影響。 (4)提出了基于前向遞推展開網(wǎng)的廣義互斥Parikh矢量約束的監(jiān)控問題。給出了不可控子網(wǎng)及后向無同步網(wǎng)的性質(zhì)和分析方法，以及前向遞推展開網(wǎng)的定義、性質(zhì)和構(gòu)造算法。當不可控子網(wǎng)滿足后向無同步性質(zhì)時，給出了基于前向遞推展開網(wǎng)的廣義互斥Parikh矢量約束的變換算法和監(jiān)控器的綜合方法。 (5)研究了一類特殊Petri網(wǎng)--事件圖中不可觀變遷的狀態(tài)估計問題