离散事件系统的Petri网控制器设计

论文摘要

离散事件系统是描述离散事件演化的一类动态系统,这些事件在系统运行中是否出现是未知的,出现的时间间隔也是不规则的。Petri网是一种系统描述和分析的有力工具,近年来被广泛地应用于离散事件系统领域。本文以Petri网作为离散事件系统的模型,对控制理论与方法进行研究。本文的工作包括以下几个方面:1.对控制规范含有库所和变迁的混合线性不等式约束的情况,首先考虑了系统不含不可控变迁的情形,设计了最大允许的控制器,这种控制器不需要考虑系统的整体,只需要考虑网的局部即可。对系统中含有不可控变迁的情形进行了控制器的设计,这种控制器不是最大允许的。为此定义了次最大允许的控制器,根据本文提出的方法设计出的结构型控制器虽然不都是次最大允许的,但文中对于能达到次最大允许要求的子类进行了阐述并给出了证明。2.对系统本来不存在死锁状态,而由于控制器的引入可能会使系统存在死锁状态的情况,设计了避免死锁的算法。3.对于含有不可控变迁的系统,在控制规范是线性不等式约束下,通过把这种约束转化为或逻辑形式的线性不等式约束,然后用带颜色的加权抑止弧Petri网来设计逻辑型的控制器,这种控制器在含有不可控变迁的系统中所有变迁都可以并发的条件下,实现了次最大允许的控制器设计。4.当前学术界研究的大多是控制规范以线性不等式的形式表示的,但在实际的系统中,很多时候控制规范是很难表示成线性不等式的。针对有限的任意禁止状态规范,尤其是当它们很难用已有方法以线性不等式表示时,本文改进了文献[41]提出了基于变换函数和基于状态反馈的禁止状态规范实现方法,使之能处理无界网的情况。综上所述,本文对离散事件系统的Petri网控制器做了一定的研究,设计出的控制器有结构型的,也有逻辑型的。这些研究还有许多问题值得探讨,还有待进一步的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 DES监控理论概述
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究动机和主要工作
• 1.5 本文的组织结构
• 2 基本知识
• 2.1 Petri网
• 2.2 离散事件系统监控理论
• 2.3 小结
• 3 具有混合线性约束的DES控制器设计
• 3.1 有的一些研究工作及结果
• 3.2 不含不可控变迁的系统在混合线性约束下的控制器设计
• 3.3 含有不可控变迁的系统在混合线性约束下的控制器设计
• 3.4 无死锁的Petri网控制器设计
• 3.5 小结
• 4 含有不可控变迁的DES次最大允许Petri网控制器设计
• 4.1 颜色Petri网及加权抑止弧Petri网的相关定义
• 4.2 得到次最大允许控制器条件分析
• 4.3 控制器设计
• 4.4 小结
• 5 任意禁止状态Petri网控制器设计
• 5.1 一些相关结论
• 5.2 弱禁止状态标识集的计算
• 5.3 控制器综合算法
• 5.4 小结
• 6 结束语
• 6.1 本文的主要工作
• 6.2 进一步的研究
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果