基于Petri网的扫地机器人路径设计分析

扫地机器人已成为目前较为热门的家政机器人之一,但是对于扫地机器人完成清扫工作的效率探究仍然存在着不小的设计前景,如机器人行动路径设置问题,地面垃圾清扫不完善等问题。本文基于Petri网的思想与行为轮廓的概念,从过程行为方面建立了扫地机器人对于陌生环境的路径设置模型,从petri网的角度对其进行分析,并用Java进行演示以验证其模型的有效性。     

Petri网位置不变量的几何意义

引入了Ｐｅｔｒｉ网路增益及位置不变量并运算的概念，建立了路增益与位置不变量之间的联系以及路、基本圈与它们对应的位置不变量的关系，给出了Ｐｅｔｒｉ网图形运算与位置不变量运算之间的关系，证明了加权状态机位置不变量存在的充要条件，揭示了Ｐｅｔｒｉ网位置不变量的几何意义。     

基于Petri网的智能控制结构建模

智能控制具有递阶结构，按照精度提高智能降低的原理依次为组织级，协调级和执行级，本文提出用Ｐｅｔｒｉ网对智能控制递阶结构中组织级的任务规划和协调级进行建模，并提出用Ｐｅｔｒｉ网进行任务分解的方法，本研究对于智能控制的知识表示方法研究有一定的参考意义，并对于机器人系统设计与分析具有重要的理论与应用价值。     

基于Petri网的多Agent系统设计与实现

以面向对象Petri网OPN为语义基础,从软件体系结构的角度,建立了一种直观的多Agent系统模型MASM,可以形象地描述Agent的内部结构和动态行为。为了缩小形式化模型与系统实现之间的差距,基于MASM设计了一个多Agent系统开发工具箱MASDT,提供了多Agent系统的基本实现框架。利用MASM对智能加油站系统进行建模和分析,并用MASDT开发了智能加油站系统原型,证实了所提出的一系列理论和方法对于实际系统开发具有一定的指导意义。     

基于虚拟向导的多操作者多机器人遥操作系统

网络传输时延的不确定性和机器人之间的有效协调是基于Internet的多操作者多机器人遥操作系统研究的关键问题.采用Java和Java3D技术构建了基于Web的虚拟操作环境,改变了传统上基于视频信息作为反馈的操作模式,克服了网络传输时延对系统操作性能的影响.提出了基于虚拟向导的概念并加以实现,处于异端的操作者能够准确地预测其他操作者的操作意图并实现有效的协调动作.最后,通过两个典型操作实例的分析,验证了系统的合理性与可行性.     

自修改Petri网及其P-线性不变量

自修改网是７０年代末问世的一种拓广的Ｐｅｔｒｉ网，但迄今为止自修改网还没有一个规范的数学模型．本文米用了矩阵及向量的方式对自修改网的模型、点火规则以及其位置线性不变量进行了规范的数学定义；并从可达集的角度讨论了位置／转移网与自修改网之间的关系；通过求解齐次线性方程组族，给出了求位置线性不变量的一个充分必要条件．最后，通过一个实例说明了其优于位置／转移网之处．     

基于Internet的机器人遥操作虚拟环境的关键问题

对于Internet遥操作机器人系统存在的网络传输时延问题,基于预测显示方法的虚拟操作环境是解决该问题的主要途径.从提高系统的扩展性与操作性的角度出发,对机器人操作虚拟环境涉及的关键问题进行了研究.首先,采用面向对象方法在Java/Java3D开发平台上构建了机器人操作虚拟环境,从而保证系统具有良好的扩展性.其次,为了提高操作者对远端操作环境的感知能力,基于自制的多传感器智能手爪构造了其图形化信息表达形式.最后,结合操作虚拟环境与智能手爪的长/短激光测距传感器,实现了操作物体空间姿态的实时动态更新,为操作的有效性提供了有意义的参考信息.     

Petri网在程序正确性证明中的应用研究

Ｆｌｏｙｄ的循环不变式断言法是部分正确性证明的常用方法之一，但循环不变式断言的构造是比较困难的，而染色网（ＣＰＮ）的位置不变量是可求出的．本文通过用ＣＰＮ描述程序算法，引出了一种拓广的位置不变式的定义，此定义允许不变式是非线性的，以及计算不变式的一个充分条件，并且讨论了上述两种不变式之间的联系，为构造一算法的循环不变式断言提供了一种新的方法．     

基于Petri网可达性和结构的最大许可控制器设计

自动化制造系统属于资源分配系统,在运行过程中容易陷入死锁状态.为自动化制造系统设计控制器,达到避免死锁之目的.另外,良好的受控系统应具有最大许可行为.为了便于实现,控制器通常由线性约束综合表达.在现有的工作中,基于可达性分析,将处理对象缩减为一个小集合,仅包含少数可达非法标识.然后,对每标识构造一个混合整数线性规划问题并求解.由于求解整数规划固有NP-hard特征,该策略计算开销巨大.本文研究死锁的预防控制器设计.在可达图分析的基础上,结合标识的结构特点,对非法标记识别分类,建立代数条件,构造线性约束,确保其行为最大许可性.进而,设计多项式算法,使得计算复杂度显著降低.对特定的Petri网,采用结构分析,获得最大许可的受控系统.另外,对于那些结构分析中未能处理的标识,提出了线性规划解决方案.结果表明,对于所考虑的Petri网子类,避免了求解混合整数线性规划问题,本方案在计算复杂性方面具有明显的优势.最后通过两个实例验证了该方法的有效性.     

Collaborative task planning for an internet based multi-operator multi-robot system

In an Internet based multi-operator and multi-robot system (IMOMR), operators have to work collaboratively to overcome the constraints of space and time. Inherently, the activities among them can be defined as a computer-supported cooperative work (CSCW). As a practical application of CSCW, a collaborative task planning system (CTPS) for IMOMR is proposed in this paper on the basis of Petri nets. Its definition, components design, and concrete implementation are given in detail, respectively. As a result, a clear collaboration mechanism of multiple operators in an IMOMR is obtained to guarantee their task planning.     

基于Petri网的废旧产品拆卸设备设计

为了设计产品特定零部件的拆卸设备,针对废旧产品在拆卸、回收过程中的拆卸需求,提出基于Petri网构建功-构映射模型的方法. 将功-构映射进行扩展,加入需求与行为分析,构造出需求-功能映射的概念设计和功能-行为-结构映射的结构设计;对需求域、功能域和行为域进行分解,根据得到的功能表面利用TRIZ理论进行创新设计,重构出对应的结构模型;运用三角模糊数对不同创新方案进行对比评价,选出最优设计方案,实现拆卸设备从需求到功能再到结构的映射. 选取废旧自行车把手作为拆卸对象,根据扩展后的映射模型选出设计方案,设计出车把拆卸设备的结构模型.     

基于Petri网的计算机支持的协同设计仿真技术研究

协作模型的分析和优化是提高协同工作效率的关键技术,可以广泛应用于协同设计等工程领域。利用贴近度理论和Petri网技术,分析了协同活动事件间的模糊时间关系,研究了协同设计过程建模方法,采用面向对象方法描述模型元素的数据结构,设计了系统仿真算法。实验表明,该建模和仿真方法提高了对协同设计过程的描述能力,实现了对协同设计过程时序推理和定量分析。     

Petri网仿真语言的设计与研究

阐述了研究Petri网仿真语言的目的和意义，并简要地描述了Petri网仿真语言的设计及其相关问题，如性能分析、环境与工具的构造等，本文的研究对Petri网的工程应用具有基础性的重要作用。     

Petri网在语义Web服务组合中的应用研究

通过Petri网对语义层次上的web服务组合进行描述与建模,并将Petri网形式化元素加入到web服务中,然后对Petri网模型用XML进行描述,使之能在实际中应用。最后,给出了基于Petri网的Web服务组合应用实例。     

基于有色Petri网的项目投资决策仿真分析

在应用净现值辅助投资决策时，为了综合考虑决策者的市场敏感度、风险偏好以及项目滚动开发的特征，在分析项目运行过程特性基础上建立了基于有色Petri网的过程动态模型。模型描述了项目投资回收的总过程，综合考虑了5个影响项目运行的因素: 项目本身的投入-产出关系、市场因素对项目产出的影响、项目再生产能力、决策者对市场的把握和决策者自身的风险偏好。设计了过程模型的计算机仿真框图来预测项目净现值。实例分析表明，模型误差较小，结果精度较高；基于有色Petri网的过程动态模型可以作为辅助投资决策的有效工具。     

基于Petri网的门诊就医流程模型优化分析

为减少患者就医排队时间,实现医院和患者之间相对的利益达到最大化,本文给出了基于Petri网的门诊就医流程模型的优化分析方法.首先,给出门诊就医流程的Petri网模型,通过实际的门诊就医情况分析流程模型中库所和变迁之间的交互关系,找出模型中存在的问题; 然后,通过增加相关的控制结构对模型进行优化,并通过分析说明了流程模型优化的有效性.     

基于Petir网的产品全生命周期过程模型研究

产品全生命周期的过程管理和信息管理是产品全生命周期管理的主要研究内容,但迄今为止的绝大多数研究都集中在信息管理层面上,而对过程管理的研究则仅仅停留在直观的说明上。在对产品全生命周期过程进行详细分析的基础上,利用Petri网作为表达工具,建立了产品全生命周期过程模型,形式化地表达出产品全生命周期中产品设计和产品制造活动在信息意义上的并行性,为产品全生命周期过程的仿真和评价提供了理论依据。     

Discrete-event modeling for internet multi-robotics

Internet multi-robotics is a typical discrete-event system. In order to describe joint activities between multiple operators and multiple robots, a 4-level discrete-event model is proposed in this paper based on the controlled condition/event Petri nets (CCEP). On the first or mission level, the task splitting of the system is defined; on the second or multi-operator level, a precedence graph is introduced for every operator to plan his or her robotic actions; on the third or coordination level, the above precedence graphs are translated and integrated into the corresponding CCEPs in terms of specific rules; and on the last or multi-robot level, operators can select their control range by setting the corresponding control marks of the obtained CCEPs. As a consequence, a clear mechanism of operator-robot collaboration is obtained to conduct the development of the system.