基于Petri网模型的FMS死锁结构

死锁是柔性制造系统中容易发生的异常现象，如不加以消除，将会导致整个系统的瘫痪。文中通过Petri网模型对FMS的结构分析，揭示出导致FMS死锁的结构元素和活性特征，在此基础上，提出了FMS的无死锁Petri网控制器算法，并举例说明这种控制器算法在FMS中的应用。     

一类FMS的最佳活Petri网模型的综合

利用Petri网为一类柔性制造系统建模,并讨论避免系统死锁问题.通过Petri网模 型的结构分析,证明了系统产生死锁的一个充分必要条件.给出了避免死锁的最佳控制器,它 可以通过给系统的Petri网模型增加一些新的位置与相应的弧来实现.从而导出了这类制造 系统的最佳活Petri网模型.     

基于混合整数规划的一般Petri网死锁检测方法

信标的受控性是检测柔性制造系统(flexible manufacturing system,FMS)Petri网模型是否存在死锁的关键因素.对于普通Petri网,在任何可达标识下所有信标不被清空是检测网系统非死锁的充分条件.然而,该条件对于建模能力更强的一般Petri网并不适用,max可控性条件由此产生.研究证明,该条件对于一般Petri网的死锁检测过于严格了.虽然其后有很多研究者通过改进max可控性条件以求给出条件更宽松的一般Petri网非死锁的充分条件,但大部分的研究成果都仅仅局限于一种顺序资源共享分配系统Petri网模型S4PR(systems of sequential systems with shared resources)网.因此,本文在max可控性条件的基础上提出了新的名为max#可控的信标可控性条件,并在此条件的基础上实现了基于混合整数规划(mixed integer programming,MIP)的死锁检测方法.与现有研究成果相比,max#可控性条件更宽松,可适用于更多类型的一般网,为解决大规模柔性制造系统中死锁监督控制器的结构复杂性问题提供了有力的理论支撑.     

离散制造装配系统的活性控制

首次研究离散制造装配系统的活性控制问题.建立了系统的工件加工过程Petri网 模型.通过对系统Petri网模型的结构分析,提出了导致系统死锁的两类元素结构及活性特 征.对一类离散制造装配系统提出了避免死锁的Petri网控制器,这类控制器容易实现,对系 统的限制小,而且使得受控系统仍具Petri网模型.对一般离散制造装配系统提出了保证系统 活性的控制策略.     

离散制造装配系统的活性控制1)

首次研究离散制造装配系统的活性控制问题.建立了系统的工件加工过程Petri网模型.通过对系统Petri网模型的结构分析,提出了导致系统死锁的两类元素结构及活性特征.对一类离散制造装配系统提出了避免死锁的Petri网控制器,这类控制器容易实现,对系统的限制小,而且使得受控系统仍具Petri网模型.对一般离散制造装配系统提出了保证系统活性的控制策略.     

Petri网死锁的分析与检测

本文在讨论Petri网静态结构和动态运行特性的基础上,给出了死锁的定义,描述了死锁的物理意义,并且给出了死锁的分析方法和检测算法.本文的研究对Petri网的工程应用具有基础性的重要作用.     

具有不可靠资源柔性制造系统的鲁棒控制器设计

如果柔性制造系统包含不可靠资源,则在对系统进行控制器设计时,不仅要考虑由于资源分配不合理带来的死锁现象,还要考虑不可靠资源发生损坏带来的堵塞现象.对此,首先利用Petri网对具有不可靠资源的柔性制造系统进行建模,结合Petri网图形结构(资源变迁回路),模拟系统中的死锁和堵塞现象;然后,利用有效变迁覆盖的概念,为系统设计一种结构简单、鲁棒性强的Petri网控制器;最后,利用两个例子验证所设计控制器的有效性.     

基于Petri网的柔性制造系统一种预防死锁方法

基于Petri网的结构特性分析,研究了FMS(柔性制造系统)一种预防死锁方法.提出了 Petri网的一种特殊拓扑结构--基本信标的概念.在Petri网中基本信标的集合是SMS(严格极 小信标)集合的一个真子集.尤其在大型Petri网系统中,基本信标的集合比SMS的集合要小得 多.对于Petri网的一个子类S3PR,只对每一个基本信标添加一个库所使其不被清空,就可实现 预防死锁,也就是说无须控制S3PR的所有SMS而达到无信标被清空的目的.此外,对于S3PR, 还提出了一种求取SMS和基本信标的方法.相对于现在普遍采用的控制所有SMS来预防死锁 的策略,其具三方面优势.1)只需控制少量的SMS即所谓的基本信标.相应地,添加少量的控制 库所和连接弧,就可得到无死锁或活的Petri网.2)不需要先行计算出极小信标的集合.3)明显 地,这种方法更适合大型Petri网系统.我们通过穿插在文中的一个例子来说明这些方法.     

基于Petri网的柔性制造系统无死锁遗传调度算法

对以最小化加工时间为目标的柔性制造系统无死锁调度问题, 提出了一种遗传调度算法. 算法考虑到同类工件具有预先确定的相同加工路径, 而各工序的处理时间与工件有关. 用Petri网对工序和资源分配进行逻辑建模,利用遗传算法, 采用工序自然编码方式, 基于系统的最佳避免死锁Petri网控制器, 检测染色体的可行性, 修复不可行染色体使其对应的调度满足资源约束和无死锁控制约束, 从而保证算法所利用的所有染色体都对应系统的可行调度. 仿真结果表明了算法的可行性和有效性.     

基于变迁覆盖的制造系统死锁控制策略

基于系统Petri网模型,研究柔性制造系统的死锁控制问题.论文利用变迁覆盖为系统设计活性控制器.变迁覆盖是由一组极大完备资源变迁回路组成的集合,其变迁集覆盖了Petri网中所有极大完备资源变迁回路的变迁集.验证变迁覆盖的有效性,然后仅对有效变迁覆盖中的极大完备资源变迁回路添加控制位置,就得到系统的活性受控Petri网.这种受控Petri网包含的控制位置个数少,从而结构相对简单.最后通过一个例子说明了所提出的死锁控制策略的构成与特点.