FMS的实时调度与控制方法研究

本文以 CIMS 中的基本单元 FMS 为对象,从离散事件动态系统角度出发,研究了 FMS 的实时调度与控制.首先,从递阶控制角度出发讨论了 FMS 的调度与控制,把一般的 FMS 的调度与控制系统划分成三层:调度层、事件轨迹控制层和单元逻辑控制层,提出了 FMS 调度与控制的一体化结构——调度驱动监控结构.在此基础上,建立了 FMS 基于 Petri 网的调度驱动监控的形式化理论.     

基于Petri网的柔性制造系统作业调度研究与实现

选择面向对象的有色Petri网对FMS进行建模,研究FMS调度控制问题.本文针对柔性制造系统的特点,采用面向对象的着色Petri网建立了由工件、机床、运送和仓贮对象等组成的模型.模型是一个包括加工系统、物流系统、管理系统在内的一个完整的FMS模型.该模型由于采用了面向对象技术,具有可移植性、可扩展性的特点,并且易于用软件去实现,本文使用"映射"法,把库所映射为软件数据、变迁映射为程序函数和方法、子系统映射为软件系统基本类,从而把FMS Petri网模型转化为FMS控制管理软件程序.本文采用简易的工艺文件数据,对FMS控制管理软件运行进行了测试.通过对测试结果的分析,验证了本文所建立的FMS物流系统模型和设计的FMS柔性生产线控制管理软件的正确性和有效性.     

基于扩展随机高级判断Petri网的FMS调度和仿真

本文提出一种新的更适合FMS调度仿真的扩展随机高级E-net,简称ESHLEP-N(Extended stochastic High Level Evluation Petri Net)。以ESHLEP-N模型为基础,设计并建立了FMS调度仿真专家系统。借助于该系统提出并研究了新的旨在减少空闲(no-inputs)和阻塞的实时动态再调度规则。经过仿真,证明新规则的产率(throughput)比传统规则平均提高6.48％。本文的部分成果已经用于航空航天部159厂的高级DNC系统的设计之中。     

基于EHLEP-N模型的FMS实时调度和控制

本文提出一种新的更适合柔性制造系统(FMS)建模的扩展高级E-Net,简称EHLEP-N (Extended High Level Evaluation Petri Net).将EHLEP-N与专家系统技术相结合,使 EHLEP-N对FMS更具有描述性,推理和决策能力.以EHLEP-N为FMS的建模工具,设 计并建立FMS实时调度控制专家系统.借助于该系统,提出并研究新的旨在减少空闲(noinputs) 和消除阻塞的实时动态再调度规则.加工实验结果表明:1)该系统满足实时性和调 度控制功能的要求;2)新规则的产率(throughputs)比传统规则平均提高7％.     

基于Petri网的柔性制造系统调度控制模型

给出了自顶向下构造柔性制造系统(FMS)Petri网模型的方法,提出了随机创建指定数目满足指定条件的测试模型的算法,并给出程序仿真运行的演算规则。在此基础上实现了基于Petri网FMS分析与调度仿真软件平台,该平台可配置性强,容易维护,降低了柔性制造系统方针研究的复杂性。最后给出了该模型实现的模块结构。     

基于HTCPN的牵引车动态优化调度

针对机场牵引车动态调度问题,基于层次赋时着色Petri网(hierarchical timed colored Petri net,HTCPN)搭建牵引车动态调度仿真系统.在充分考虑实际运行过程中各个步骤的随机性后,根据航空器实时发送的推出申请完成牵引车的动态分配.在保障航班延误最少的基础上依次实现不同车辆间工作负荷均...     

UML-OOPN集成建模方法及其在柔性制造系统的应用

针对柔性制造系统FMS(Flexible manufacturing system)建模特点,提出了UML-OOPN集成建模方法。该方法是用UML(the Unified Modeling Language)建立柔性制造系统FMS(Flexible manufacturing system)模型,然后将该模型映射为面向对象Petri网OOPN(Object-Oriented Petri Nets)网模型,通过Petri网模型的分析和仿真,其结果可用于修正和改进模型设计。     

资源配置混杂Petri网的混杂系统生产过程动态调度

为了增强混杂生产过程应对突发事件的能力,以一种新的混杂Petri网(资源配置混杂Petri网)为研究模型,给出了相应的使能和激发规则.并在资源配置混杂Petri网建立的仿真模型的基础上,融入事件逻辑网和逻辑规划,提出一种适用于混杂系统动态生产调度建模和优化的方法.以典型的混杂生产过程为例,研究混杂系统生产过程建模及优化.研究结果表明,资源配置混杂Petri网模型描述能力强,能够有效描述混杂系统生产过程,所提出的动态调度方案切实有效.     

基于HCTC_Ptri网的机场主要资源调度模型

针对多跑道机场主要资源调度问题,结合层次Petri网、有色Petri网、时延Petri网和受控Petri网理论,构建一种面向机场主要资源调度的混合Petri网——HCTC_Petri (hierarchical colored timed controlled Petri)网模型.通过设置合理的控制策略、动态调节模型参数,提高运行结果的稳定性.以多个新的航班时刻表为基础,预测机场的资源调度情况.实验结果表明,HCTC_Petri网模型在模拟机场主要资源调度时具有较高的准确性和稳定性,且中转航班进站前的延误总时间和总架次对过站后的延误情况影响较大.     

基于Petri网的FMS物流系统建模与仿真

在建立FMS物流系统Petri网模型的基础上,采用“映射”思想,将Petri网模型转化为物流系统的仿真程序,提出了库所映射为程序数据、变迁映射为程序函数、系统子网映射为FMS系统基本类的映射方法,通过实例仿真验证了软件程序与模型的一致性。     

着色Petri网在科技计划项目管理系统建模中的应用

在深入研究科技计划项目管理业务基础上,鉴于Petri网的特点,提出了利用着色Petri网建模科技计划项目管理系统的方法.分析了着色Petri网适合于系统建模的原因,以项目管理评审环节为例讨论了着色Petri网在建模中的应用,并建立了基于着色Petri网的系统模型.通过对该模型的分析仿真结果表明,该方法是可行和有效的.     

基于有色Petri网的自动化物流系统的研究

针对西安科技大学自动化物流系统的任务规划,在研究有色Petri网相关理论的基础上,采用基于有色Petri网的方法对该物流系统进行建模,并结合实际系统提出了CPN模型描述性定义,然后在CPN Tools环境下对系统出、入库操作两种操作和出、入库和移库3种操作进行仿真,通过对系统模型状态空间的分析,验证了有色Petri网应用在物流系统中的通用性以及该系统具有有界性和活性等特性,进一步论证了该物流系统任务规划的合理性,为整个系统的稳定性和多任务的协调操作奠定了理论基础。     

Colored Petri Net model with automatic parallelization on real-time multicore architectures

This paper proposes a novel Colored Petri Net (CPN) based dynamic scheduling scheme, which aims at scheduling real-time tasks on multiprocessor system-on-chip (MPSoC) platforms. Our CPN based scheme addresses two key issues on task scheduling problems, dependence detecting and task dispatching. We model inter-task dependences using CPN, including true-dependences, output-dependences, anti-dependences and structural dependences. The dependences can be detected automatically during model execution. Additionally, the proposed model takes the checking of real-time constraints into consideration. We evaluated the scheduling scheme on the state-of-art FPGA based multiprocessor hardware system and modeled the system behavior using CPN tools. Simulations and state space analyses are conducted on the model. Experimental results demonstrate that our scheme can achieve 98.9% of the ideal speedup on a real FPGA based hardware prototype.     

基于CPN的接纳控制系统建模与仿真

利用着色Petri网(CPN),在CPN Tools平台上建立自顶向下的分层自适应OFDMA系统接纳控制模型。该模型能直观描述系统过程,具有开放性,适用于不同算法或到达间隔与处理时间不服从指数分布的业务。采用Monitor监控器分析模型性能,并与M|M|m|n排队模型进行仿真比较,结果验证了该模型的正确性和优越性。     

着色Petri网及其在系统建模与仿真中的应用

在众多的系统建模方法和语言中,用着色Petri网（Colored Petri Net,简写CPN）建立的模型是可执行的,更有利于动态仿真,非常适合建模具有同步、并发、资源共享的大系统。文章介绍了CPN的基本概念及建模特性,阐明了CPN的实用价值及应用发展前景,并对一个军事系统一一空对空导弹攻击系统进行CPN的图形形式的建模分析,并用Design/CPN进行仿真验证。     

基于CPN的嵌入式RTOS任务调度建模

针对有色PetriN（CPN）在并行、并发、资源共享描述上的适用性,将其引入到嵌入式实时操作系统（RTOS）建模中,解决了RTOS任务调度模型中的CPU独占表述、优先级排序、抢占时间处理和周期任务实现问题。对一个优先级抢占式任务调度实例建立CPN模型,结果表明该模型能有效反映RTOS系统的动态特性,准确定量模拟出RTOS系统的效率、切换频率指标。     

模糊时间Petri网及扩展的模糊时间Petri网

网络实时系统对时间和QoS有严格要求,因此对设计、实现和测试的技术和工具都有很高的要求。模糊时间Petri网是将模糊集合理论用于不确定的或主观的时间信息的表示,在每个变迁上添加时间间隔约束对模糊时间Petri网进行扩展得到扩展的模糊时间Petri网,它是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性。本文详细地介绍了模糊时间Petri网及可扩展的时间Petri网,可扩展的时间Petri网的网精简方法,使用design／CPN仿真,及使用EFTN对多媒体同步建模,并探讨了进一步研究的方向。     

基于有色Petri网的安全构件模型

安全性是安全苛求软件的重要特性,基于传统构件模型的软件开发技术尚不能满足安全苛求软件的开发需求。安全构件模型是一种既具有功能性需求又具有安全性需求的特殊构件模型。该文提出一种基于有色Petri网的安全构件模型及相应的构件组装算法,以确保系统符合相应的安全性需求并将其应用于CTCS-2级列车控制中心仿真系统建模。     

安全开放系统的Petri网模型

Petri网具有图形化的直观性和数学的严谨性,非常适合进行复杂逻辑系统的描述与分析。分析了文献[1]提出的基于交易器的安全系统有限自动机模型的局限性,提出了新的基于有色Petri网的CPN模型分析方法,最后给出了文献[1]中实例对应的CPN模型。     

基于CPN的多步骤攻击警报关联方法

在研究彩色Petri网(CPN)理论的基础上,针对目前入侵检测的“警报疲劳”问题,构建了依据入侵者可获取的权限来划分的CPN攻击模板。通过对低级别的、离散的警报信息进行顺序关联,呈现出多步骤攻击的全过程。该关联方法仅使用有限数量的模板,与以前的方法相比更简便和易于实现。同时安全人员能够从入侵者获取攻击能力的角度来预测并评估网络的安全状况。