一种柔性制造系统死锁控制器的行为优化研究

论文摘要

柔性制造系统中对有限资源的竞争会使系统产生死锁现象。Petri网作为一种建模分析工具,它能很方便地为柔性制造系统建模并分析和解决这一死锁问题。目前死锁预防方法大都是在目标Petri网模型中增加控制器,它由新的控制库所和相关弧构成。Ezpeleta死锁预防算法是通过给造成死锁的每一个严格极小信标添加控制库所和连接弧来保证没有信标被清空。但随着网规模的增大,极小信标的数目会以指数级的规模激增,其缺点是给网系统添加了过多的控制库所和连接弧,这样会使最终网系统比初始网系统复杂很多。基于基本信标理论的死锁预防算法虽然使得控制器的结构有所简化,但它是一种保守的控制策略,它把监督库所的输出弧前提,结果使得受控网的许可行为有所减少,最终影响控制效果。本文致力于一种优化控制器的行为研究,它在得到更为优化控制效果的同时能进一步减少新添加控制库所数量。本算法可以产生结构上更为简单、同时许可行为更多的受控网模型。通过对几种不同规模的柔性制造系统的死锁分析得知本文算法的优越性在规模越大的网中越明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 本文完成的主要工作
• 第二章 Petri 网的基本概念
• 2.1 Petri 网的基本理论
• 2.1.1 Petri 网的基本定义
• 2.1.2 Petri 网的活性及不变式
• 2.1.3 Petri 网的一些基本性质
• 2.2 举例
• 2.3 自动制造系统的Petri 网模型
• 2.4 小结
• 3PR 网模型及基本信标理论'>第三章 S³PR 网模型及基本信标理论
• 3PR 简介'>3.1 一类FMS 的Petri 网模型－S³PR 简介
• 3.2 基本信标理论
• 3.2.1 Petri 网的基本信标
• 3.2.2 Petri 网的从属信标
• 3.3 小结
• 第四章 死锁预防算法
• 4.1 常用死锁预防算法
• 4.2 Ezpeleta 死锁预防算法
• 4.3 基于基本信标的死锁预防算法
• 4.4 混合整数规划法
• 4.5 优化死锁预防算法及其行为研究
• 4.6 三种死锁预防算法在FMS 系统的应用比较
• 4.6.1 实例1
• 4.6.2 实例2
• 4.6.3 实例3
• 4.7 小结
• 第五章 优化死锁预防算法在FMS 系统的应用
• 5.1 柔性制造系统的特点
• 5.2 优化死锁预防算法应用举例
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果