基于Petri網(wǎng)的廣義互斥約束轉換算法研究.pdf

1、離散事件系統(tǒng)（Discrete Event System，簡記為DES）是一種由事件而非時間驅動的動態(tài)系統(tǒng)。和連續(xù)時間系統(tǒng)一樣，離散事件系統(tǒng)也需要對狀態(tài)進行限制以使系統(tǒng)的狀態(tài)符合預期。不符合預期要求的狀態(tài)為禁止狀態(tài)，如自動駕駛車輛系統(tǒng)中車輛的碰撞、柔性制造系統(tǒng)中的死鎖等。禁止狀態(tài)的監(jiān)控，就是為離散事件系統(tǒng)設計監(jiān)控器使得閉環(huán)系統(tǒng)不進入禁止狀態(tài)。
　　盡管也可以使用自動機和形式語言等來研究離散事件系統(tǒng)的監(jiān)控問題，但是Petri網(wǎng)在描述

2、系統(tǒng)狀態(tài)和并發(fā)特性等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，因此本文采用Petri網(wǎng)作為建模工具來研究離散事件系統(tǒng)在廣義互斥約束(GeneralizedMutual Exclusion Constraint，簡寫為GMEC)下的監(jiān)控問題。
　　Petri網(wǎng)中變遷全部可控情況下的禁止狀態(tài)監(jiān)控器設計已經(jīng)有很多有效的方法。但對于Petri網(wǎng)中含有不可控變遷情況，合法標識可能通過一些不可控變遷的激發(fā)到達禁止標識，這使得監(jiān)控問題變得錯綜復雜和困難。本文的研

3、究重點是對象Petri網(wǎng)在含有不可控變遷的情況下，將要施加的GMEC轉換為最大允許的約束，使得轉換后的約束表示的合法標識都不會通過不可控變遷的激發(fā)到達禁止標識，這樣后續(xù)再設計監(jiān)控器就會簡單容易很多。本文的主要研究工作概述如下:
　　1.針對Petri網(wǎng)的不可控影響子網(wǎng)為FSFCF網(wǎng)、要在對象的Petri網(wǎng)上施加GMEC，我們首次提出“庫所的分支”的概念，用來分析有多個輸出變遷的庫所中的托肯的流向和這樣的結構對初始GMEC造成的影響

4、?；贔SFCF網(wǎng)的結構，對不可控影響子網(wǎng)中的庫所進行分類;通過分析研究FSFCF網(wǎng)不同結構下的性質，得到各類庫所的等效權重;最后，將原始GMEC中庫所前面的系數(shù)換成對應的等效權重，就完成了初始GMEC向最大允許約束的轉換。
　　2.針對Petri網(wǎng)的不可控影響子網(wǎng)中有環(huán)、庫所有多個輸出變遷的情況，要在對象的Petri網(wǎng)上施加GMEC，我們首次提出“Petri網(wǎng)的層次”的概念，用來對不可控影響子網(wǎng)中的庫所進行分層;還對增量函數(shù)、最