基于时延Petri网和人工蜂群算法的航电系统并行测试研究

航电系统的复杂程度日益提高,传统的人工检测维护手段已经无法满足现代化装备的支持保障要求,自动测试系统(ATS)正逐步成为复杂系统与设备可靠运行的必要保证,而并行测试是下一代自动测试系统(ATS,automatic test system)的关键技术之一。以并行测试技术为基础,在时延Petri网的基础上,对航电系统测试任务进行建模,并采用人工蜂群算法对Petri网的变迁序列寻求最优解,找到测试时间最短的变迁序列。仿真结果表明,该算法能够快速准确地得到最优的测试方案。     

基于GSPN和人工免疫算法的并行测试任务调度研究

针对ATS中并行测试任务调度复杂、难以优化的问题,提出了一种广义随机Petri网和人工免疫算法相结合的任务调度优化算法.首先对并行测试系统建立广义随机Petri网(GSPN)模型,然后将激发的变迁序列集作为并行测试任务调度路径;将免疫克隆选择算法(ICSA)应用到并行测试系统任务调度问题中,并提出一种自适应克隆选择算子,搜索最优任务调度路径,得到以测试时间最短为目标的最优任务调度方案.用某型雷达接收机并行测试系统对该算法进行仿真验证,结果表明,与改进的混合遗传算法(IHGA)相比,该算法能够便捷地得到任务调度最优序列,且测试效率更高.     

时间Petri网与CAGA算法相结合的并行测试研究

在并行测试的研究中对于任务的测试次序一直是个研究重点及难题。用时间Petri网建立关于并行测试系统的模型,并首次用元胞遗传算法(CAGA)对模型中的变迁序列进行搜索,快速得到最好的测试序列。通过仿真结果表明,该算法展示了很好的收敛效果,并且与已有的研究成果相比更具优势。     

基于有色Petri网和IPSO的并行测试系统任务调度研究

并行测试以减少测试时间和降低测试成本的强大优势成为下一代自动测试系统ATS发展的热点;针对ATS中并行测试任务调度复杂、难以优化问题,提出了一种有色Petri网和改进粒子群优化(IPSO)算法相结合的任务调度优化算法;采用有色Petri网建立并行测试系统模型,得到并行测试的动态特性;采用IPSO算法搜索最优的任务调度路径,得到以测试时间最短为目标的最优任务调度方案;最后,将该算法应用到某型雷达电路板并行测试系统中,研究结果表明,与遗传算法GA相比,该算法效率更高,更利于工程应用。     

基于时间Petri网的并行测试任务调度

并行测试拥有减少测试时间和降低测试成本的强大优势,正成为研究热点之一;首先介绍了并行测试的基本概念,针对在并行测试系统中由于多任务并行调度,可能引起的资源冲突问题,提出一种基于时间Petri网的并行测试任务调度建模方法;通过搜索Pe-tri网模型的可达树,寻找不同的变迁发生序列;比较不同序列的完成时间,得到完成所有测试任务需要时间最短的并行任务调度序列;最后,在该模型下,对一个实例进行了仿真分析;试验结果表明,该模型适于描述该类型系统的任务调度过程。     

基于直觉模糊Petri网的加权直觉模糊推理

利用直觉模糊集合较好地表现不确定信息的能力和Petri网的并行处理能力,构建了直觉模糊Petri网模型。给出了输入权值、变迁阈值等多种约束条件下的直觉模糊推理算法。该算法将直觉模糊推理过程转化为矩阵的运算过程可充分利用直觉模糊Petri网的并行推理能力,有效地避免同一变迁不必要地重复激发从而节省推理时间。实例分析表明所给出的直觉模糊推理算法较已有算法更加合理并且高效。     

基于蚁群算法的Petri网最优路径序列寻找

根据蚁群算法和时间Petri网的特点提出了一种网络元素可以记录少量信息的记忆扩展时间Petri网(METPN)。当METPN运行时，使用充足量的托肯在网络中行走并在行走过程中留下信息素来调整托肯的路径选择，从而使大量蚂蚁的行走路线不断逼近Petri网中时间延迟更短的变迁序列，最终在最短变迁序列上形成清晰的蚁路，从而在一定程度上解决了复杂Petri网的最优路径寻找问题。仿真结果表明，托肯可以有效地在最短延时路径上形成蚁路，能够求得从初始库所到网络中任意库所的最短路径。     

导弹并行测试系统优化模型与性能评价

并行测试是一代测试(NxTest)的关键技术之一,其核心是测试任务调度.基于此,在改进的蚁群算法基础上提出并行测试任务调度方法,获得测试任务最优调度序列,Matlab仿真结果证明了该方法的有效性.采用赋时有色Petri网对并行测试系统进行建模,并基于线性代数的方法验证模型结构的有界性、守恒性、活性和公平性.性能分析结果...     

基于人工鱼群算法的混杂FMS优化调度

针对已有的调度方法难以找到混杂柔性制造系统调度全局最优解的问题,根据一阶混杂Petri网模型提出了一种基于人工鱼群算法的混杂柔性制造系统调度方法.利用混杂Petri网不变行为状态序列与时间序列的对应关系把寻找最优解转换成寻找最优时间序列.首先给出了合法时间序列的定义及其基于人工鱼群算法的判定方法;然后给出了最优时间序列求解的人工鱼群算法,同时提出基于最优解视野变异的人工鱼群算法以解决多次优化过程中只会得到某个局部最优解的问题.最后基于这些算法给出混杂柔性制造系统的最优调度求解方法.实验结果表明所提出方法正确有效.     

TCPN的组合可调度分析

时间约束Petri网(Timing Constraints Petri nets,简称TCPNs)是一类重要的时间Petri网系统.针对TCPNs中变迁可调度原始语义的不足,本文对相关定义重新定义,丰富并完善了TPCNs理论.本文首先给出了新的针对单个变迁或变迁序列的可调度分析策略.如果一个特定的变迁序列是可调度的,则相应的活动序列也同样可以顺利地完成自身的执行;否则,不可调度的变迁需要调整自己的时间约束;然后提出了组合式的可调度分析策略以分析复杂变迁序列,最后提出时序一致性的概念.     

基于平行Petri网的制造系统调度与控制一体化方法

为了消除制造系统调度层与控制层之间的隔阂,实现对生产事件快速灵活响应,本文提出了一种调度与控制一体化的方法.首先,定义了一种新型Petri网模型,即平行Petri网,从而集成地描述了传感器、执行器、任务和资源信息,构建制造系统的信息物理系统模型;其次,提出了一种从平行Petri网到赋时Petri网的抽象简化方法,大规模压缩优化调度所需搜索的状态空间;再次,定义了策略Petri网以描述最优调度策略.最后,给出了平行Petri网与策略Petri网同步执行算法,使得平行Petri网与物理系统同步执行.     

高级综合中VHDL描述向Petri网转换方法的研究

提出一种基于执行路径的Petri网生成算法,该算法提取VHDL源描述中的功能和时序信息,生成与源描述完全等价的Petri网结构．算法采用条件树结构保存条件,语句执行条件和Petri网迁移条件都依据条件树生成．生成的Petri网能够准确地保存源描述中的I／O时序信息,形成调度过程中I／O操作处理的基础．从该结构出发,能够方便地实现各种I／O模式的调度。     

基于Petri网的JSP动态优化调度

提出一种在柔性制造系统动态优化调度中处理紧急定单的方法。以带有控制器的 Petri 网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模,对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述,利用遗传算法和模拟退火算法获得调度结果,用于解决作业车间的加工受到机床、操作工人等双资源制约条件下的动态优化调度。当有紧急定单需要加工时,该方法把剩余任务和紧急任务作为两个独立的任务分别处理,然后进行集成,在紧急任务为最优调度的基础上选取剩余任务的最优调度,找到兼顾整体和局部的最优解。仿真结果说明了算法的有效性和鲁棒性。     

Deadlock-free scheduling for flexible manufacturing systems using Petri nets and heuristic search

Deadlock-free control and scheduling are two different problems for flexible manufacturing systems (FMSs). They are significant for improving the behaviors of the systems. Based on the Petri net models of FMSs, this paper embeds deadlock control policies into heuristic search algorithm, and proposes a deadlock-free scheduling algorithm to minimize makespan for FMSs. Scheduling is performed as heuristic search in the reachability graph of the Petri net. The searching process is guided by a heuristic function based on firing count vectors of state equation for the Petri net. By using the one-step look-ahead method in the optimal deadlock control policy, the safety of a state is checked. Experimental results are provided to show effectiveness of the proposed heuristic search approach in deadlock-free scheduling for FMSs.     

基于Petri网和人工势场的柔性制造启发式优化方法

制造系统优化调度是NP难组合优化问题,而自动导引车(AGV)路径规划与任务分配紧密耦合,又极大加剧了问题的复杂性.基于此,提出一种基于Petri网和人工势场的启发式优化方法.首先,将制造系统的工艺工序描述为一个任务Petri网,将AGV系统描述为一个路径Petri网,将两个网合成在一起;然后,利用Petri网的拓扑结构,为网络结点设计势能参数,从而为Petri网赋予一个人工势场;接着,利用人工势场设计制造系统加工时间的启发式函数,并构建Petri网人工势场启发式A*算法,其中包括最大势差启发式函数和总体势差启发式函数,并验证最大势差启发式函数是可采纳的;最后,进行两组数值实验,实验结果表明,最大势差A*算法能够得到最优解,且平均计算效率比Dijkstra算法提高57%,但是无法满足大任务量的调度需求,而总体势差A*算法比最大势差A*算法平均计算效率提高至少1个数量级,能够在有限时间内求解AGV任务分配和路径规划的联合问题.     

COMPLEXITY REDUCTION FOR OPTIMIZATION OF DETERMINISTIC TIMED PETRI-NET SCHEDULING BY TRUNCATION

Methods of applying Petri nets to model and analyze scheduling problems, with constraints such as precedence relationships and multiple resource allocation, have been available in the literature. Searching for an optimum schedule can be implemented by combining the branch-and-bound technique with the execution of the timed Petri net. The resulting complexity problem in a large Petri net is handled by a truncation technique such that the original large Petri net is divided into several smaller subnets. The complexity involved in the analysis of each subnet individually is greatly reduced. However, as illustrated in this paper, the schedules for the subnets obtained by treating them separately may not lead to an optimal overall schedule for the original Petri net. To circumvent this problem, algorithms are developed that can be used to search for a proper schedule for each subnet such that the combination of these schedules yields an overall optimum schedule for the original timed Petri net. These algorithms are based on the idea of Petri net execution and branch-and-bound with modification. Finally, the practical application of the timed Petri net truncation technique to scheduling problems in manufacturing systems is illustrated by an example of multirobot task scheduling.     

面向能耗优化的容错实时系统任务调度模型研究

为了支持面向能耗优化的容错实时任务调度算法研究,提出一种频率相关的时间Petri网—FRTPN.FRTPN引入用于动态电压调整的变迁频率设置空间以及和频率相关的静态引发时域,以支持调度算法的能耗评估及优化;同时它增加一类抑制弧刻画容错故障恢复过程.通过对基于检查点的容错实时能耗优化任务调度进行建模证明了FRTPN的有效性.     

多产品间歇过程调度问题的建模与优化

提出了一种基于有色赋的Petri网（CTPN）的多产品间歇过程高度问题的建模方法，通过引入一类方案选择库所和方案评价变迁，可以灵活地实现各种优化方法的集成。给出了一个结合局部禁忌搜索的蚁群算法。通过示例，表明了这种多产品间歇过程高度问题的建模与优化方法的有效性。