运输机器人行为建模的Petri网方法

针对建立运输机器人的精准行为模型所遇到的新困难,提出采用含禁止弧Petri网（PN）建立其行为模型。运输机器人行为有耦合、制约、异步等特点,采用含禁止弧的行为交互Petri网元模型以及token流动控制机制建模其行为。通过LabVIEW2012及Robotics模块,将Petri网模型转化为LabVIEW程序,在运输机器人平台进行行为验证。结果实现了运输机器人的行为与交互逻辑,具有行为辨识、决策与执行能力。验证了含禁止弧Petri网为运输机器人的行为建模提供了一种适用方法,建立的Petri网模型为运输机器人的相关行为设计提供模型参考。     

面向云计算资源管理的交互仿真平台构建

针对云计算资源管理建模分析的要求,提出了一种应用着色Petri网和Cloudsim的交互仿真平台架构.通过着色Petri网层次化替代变迁构建交互仿真框架,基于CPN Tools的接口规范定义与Java Socket完成接口设计和建立交互控制进程,实现了云计算资源管理CPN逻辑事件模型与Cloudsim物理模型的交互仿真.最后,通过一个简化的云资源管理实例建模仿真和逻辑结构检验,验证了交互仿真平台架构的可行性和实用性.     

基于扩展混成Petri网的CPS无人车系统建模与分析

信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)是一个集计算系统、通信系统、感知系统、控制系统和物理系统于一体的复杂系统,其行为是一种由离散计算过程与连续物理过程深度融合并紧密交互的混成行为。针对这种特性,采用混成Petri网对CPS建模,并在此基础上添加时间约束,即对离散变迁关联一个延迟时间,对连续变迁关联一个激发速率函数,同时引入抑止弧和测试弧的概念以提高Petri网的表达能力,由此提出一种新的模型——扩展混成Petri网模型。然后,对CPS应用中无人驾驶车辆系统的躲避障碍物场景进行建模,将建立的模型按照一定的规则转化为与之对应的Simulink模型,并通过Matlab仿真对系统行为及属性进行分析。     

面向Agent的Petri网及其应用

为了更好地刻画单个Asent的行为和多Asent间复杂、并行的动态交互,将面向Agent的设计思想与Petri网建模方法相结合,形成了一种面向Agent的Petri网(AOPN)模型.首先给出了面向Agent的Petri网的形式化定义,然后利用Petri网的建模工具,以网上购物背景下买卖双方简单交互为例,对基于面向Agent的Petri网模型的系统建模方法进行了研究和分析,有效地解决了系统结构复杂性的问题.     

基于混合自动机的随机噪声电路动态特性分析

在集成电路非线性随机噪声的分析中应用Petri网技术,需要对原有的Petri网从定义和变迁发射规则方面等进行统计特性与连续特性的拓展研究和补充.并且基于噪声的随机非线性特性分析目的需求,拓展了传统的Petri网,提出了混合随机Petri网(Hybrid Statistical Petri Net,HSPN)模型分析方法.通过分析非线性电路的混合自动机模型,增加Petri网随机参数变迁描述能力,针对电路噪声特点,确定适合HSPN的随机动态特性分析模型.通过实例电路说明验证HSPN的建模方法,并与SPICE仿真软件进行比较,验证了该方法的精度和可行性.     

基于系统行为序列的Petri网自动建模方法

要想用Petri网对系统进行有效的模拟和分析,就必须先建立起可靠准确的Petri网模型,目前很少有文献专门研究Petri网对系统的建模问题。对此,提出了基于系统行为序列的Petri网自动建模方法。该方法将系统所有行为序列组合为正规语言表达式,对于不同的系统,给出标注函数(即变迁和系统行为的映射关系),就可以建立起系统的Petri网模型。给出了电话呼叫业务建立用户Petri网模型的一个实例。该方法形式化强、通用性好,建立的模型标准规范,并且可实现机器自动建模,在目前的系统建模研究方面取得了进展。     

面向对象双变迁Petri网及应用研究

针对Petri网数据流描述能力的不足,引入了数据变迁的概念,给出了双变迁Petri网的定义和图形表示,详细分析了双变迁Petri网的行为规则;定义了面向对象双变迁Petri网,使复杂系统的网模型易于分析理解;实例建模表明,该方法对控制流和数据流共存的复杂系统建模十分有效.     

基于Time Petri Nets的实时系统资源冲突检测

Time Petri Nets在实时系统的建模和性能分析中得到广泛应用,而冲突是Petri网及其扩展模型的重要行为,解决冲突是正确分析模型动态行为的关键.目前随机Petri网、混合Petri网和区间速率连续Petri网的冲突检测方法由于没有考虑到时间约束因此无法在TPN网中使用.时间约束的引入使得Time Petri Nets模型的使能和触发语义比Petri网模型的语义复杂,冲突检测变得更加困难.为了计算冲突发生的时间和概率,首先根据时间约束,给出了变迁持续使能时延迟区间的计算方法,并证明了该方法的合理性和完备性;然后在此基础上定义并证明了Time Petri Nets模型中不冲突的检测方法;并提出了Time Petri Nets模型的冲突检测方法,给出了冲突时间区间和变迁实施概率的计算方法;最后通过实例验证说明了该方法的正确性和有效性.     

基于混合编程的HPN仿真

混合Petri网（HPN）是离散事件和连续时间变量在同一层次的直接交互。其混合变迁规则较为复杂。既要考虑到离散部分与连续部分之间的相互影响，又要考虑到连续标识和离散标识之间的相互转化，所以如果选用单一语言来对混合Petri网进行仿真，难度高，编程量大，开发周期长，针对这一现象。该文提出混合编程的思想。即充分发挥不同编程语言的优势来仿真混合Petri网。该文采用了Matlab与Vc＋＋混合编程的方法来进行混合Petri网的仿真，此种方法可以很好的实现对混合Petri网的仿真，并通过混合变迁规则来验证所建HPN模型的正确性。而且由于混编的应用大大减少了编程工作量，缩短了开发周期。最后针对一个蒸发过程进行实例研究。     

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.     

爬行机器人的分层可控混成Petri网建模研究

飞机表面爬行机器人是一个复杂的离散事件和连续动态事件相结合的混成运动系统,为描述系统的静态特性和动态行为,提出一种分层可控混成Petri网模型.依据爬行运动机构定义了Petri网模型组成元素,建立了爬行机器人单轴和双轴分层可控混成Petri网,该模型可接收上层运动轨迹指令并输出爬行动作序列.实验表明,基于该模型实施的飞...     

A Petri Net Approach to Support Resource Assignment in Project Management

Petri nets have long been used in modeling and simulating project execution because of their great capability to describe concurrent activities and simulate the evolvement of processes. Although a number of extended Petri net models have been proposed to model and simulate resource sharing and activity dependence in projects, none of them has ever included a resource assignment mechanism into their models. Because resource assignments influence how limited resources are allocated among conflicting activities, they may heavily affect the availability of resources and the execution of projects. Therefore, a model without considering resource-sharing and resource assignment strategies may lead to a misunderstanding about project scheduling, resource consumption behaviors, and estimated project time. Accordingly, this paper proposes a new extended Petri net model that can describe how resources are shared and assigned among concurrent activities of multiple projects. The proposed model is named as resource assignment Petri net (RAPN), which extends an object composition Petri net with new places, transitions, attributes, and firing rules to model resource-sharing and resource assignment strategies. Finally, we prove that RAPN can correctly model the resource consumption behaviors of projects and can correctly compute the total elapsed time of projects.     

Petri net models for the semi-automatic construction of large scale biological networks

For the implementation of the virtual cell, the fundamental question is how to model and simulate complex biological networks. During the last 15 years, Petri nets have attracted more and more attention to help to solve this key problem. Regarding the published papers, it seems clear that hybrid functional Petri nets are the adequate method to model complex biological networks. Today, a Petri net model of biological networks is built manually by drawing places, transitions and arcs with mouse events. Therefore, based on relevant molecular database and information systems biological data integration is an essential step in constructing biological networks. In this paper, we will motivate the application of Petri nets for modeling and simulation of biological networks. Furthermore, we will present a type of access to relevant metabolic databases such as KEGG, BRENDA, etc. Based on this integration process, the system supports semi-automatic generation of the correlated hybrid Petri net model. A case study of the cardio-disease related gene-regulated biological network is also presented. MoVisPP is available at .     

神光III控制系统的故障建模与分析

应用混合随机Petri网对神光III控制系统的故障进行了建模,并应用Visobj Net对建立的故障模型进行了仿真分析。网络化控制系统是一个离散和连续相结合的混合动态系统,具有动态、并发及同步等特征;神光III控制系统就是网络化控制技术在武器装备上的一个典型应用;对于复杂系统的建模和分析,Petri网是一个非常有效的工具。Petri网已经被证明是离散事件或异步系统很好的建模和分析工具,混合随机Petri网是Petri网的一个扩展,具有强大的建模功能。仿真结果表明,所建立的模型是正确的。     

并行计算的Petri网建模和FPGA实现

在分析现有Petri网建模及其FPGA实现方法的基础上, 首先探讨了并行计算的Petri网建模方法, 将并行计算任务分解成多个并行处理单元, 用IOPT网为系统进行建模; 然后提出了构造监控层和算法层的双层结构以实现模型到FPGA实现的具体映射, 有效解决了Petri网模型中变迁只能表示简单加减运算的问题。通过矩阵乘法的应用示例, 表明了上述方法的正确性和通用性。最后提出了进一步的研究方向。     

CPS系统物理实体时空一致性建模与分析

CPS作为一个混合系统,是计算系统和物理系统的集中体现,注重计算进程和物理进程行为一致性分析与刻画。传统建模方式只针对物理进程和计算进程进行单一建模,难以满足CPS物理实体状态转移时空一致性的要求,在此基础上提出一种新的建模方法。将CPS时空状态转移融合成一个状态转移实时时空事件,并在时间Petri网基础上引入空间标签,建立时空Petri网模型,利用时空Petri网对物理实体状态转移过程进行分析。最后通过列车控制系统实例进一步分析了时空模型的有效性,从而例证了该方法的可行性。     

A control synthesis approach for time discrete event systems

In this paper, we introduce a control synthesis method for discrete event systems whose behavior is dependent on explicit values of time. Our goal is to control the occurrence dates of the controllable events so that the functioning of the system respects given specifications. The system to be controlled is modeled by a time Petri net. In a previous work we proposed a systematic method to build the timed automaton which models the exact behavior of a time Petri net. Furthermore, the forbidden behaviors of the system are modeled by forbidden timed automaton locations. This paper focuses on the control synthesis method, which consists in computing new firing conditions for the timed automaton transitions so that the forbidden locations are no longer reachable.