混合系统在matlab环境下的建模和仿真

混合系统是集连续动态系统和离散事件为一体的复杂动态系统,是近年来控制理论研究领域的热门课题.由于混合系统既含连续变量义含离散事件,给处理这类系统带来了复杂性.一般混合系统建立模方法有:混合自动机,混合petri,时段演算及其扩展等模型.在概述混合系统概念与特点的基础上,介绍了混合系统研究中的建模与仿真问题.结合超市冰柜系统用混合自动机建模,并用MATLAB中的SIMULINK和STATEFLOW进行仿真.仿真结果表明效果很好,为系统分析和设计提供了有力的工具.     

时段演算综述

时段演算是用于嵌入式实时软件系统设计的演算系统。本文概述了该演算系统，其中包括时段演算，扩充时段演算，平均值演算和概率时段演算，它们都是区间时态逻辑的扩展，可用于处理数学分析中函数在连续时间上的一些概念，如：积分，平均值，分段连续性和可微性。该演算应用地对混合系统的实时需求进行刻划和精化，同时也能定义计算系统的实时行为和语义，以及用来计算关于系统需求的满足概率。     

混合系统的形式化开发--故障检测与隔离算法的严格化设计

本文对飞行余主管理系统中的故障检测和隔离算法进行严格化开发,包对含并发行为的处理方法、需求的形式化描述和参数的形式化设计、算法的形式化描述以及最后的形式化验证。     

混合投影时序逻辑与混合系统的形式化验证

为了描述混合系统的性质和行为，10多年来，各种时序逻辑，如Hybrid Temporal Logic等相继出现。这些时序逻辑适用于刻画混合系统的性质和规范，但不适宜表示描述系统的实现模型。本文定义了一个混合投影时序逻辑（Hybrid Projection Temporal Logic，简称HPTL），既能刻画混合系统的性质，又能表示混合系统的实现。这样，混合系统的验证就可以很方便地在统一的数学模型框架下进行。同时，给出了HPTL的基本的逻辑等价式系统和一个用HPTL进行混合系统验证的实例。     

基于混合系统状态估计的故障诊断

如果将故障的发生视为一个离散事件,则存在故障可能的系统可以看作随机混合系 统,那么故障诊断问题就可转化为混合系统的离散状态估计问题.文中试图从这个角度研究 在非高斯噪声环境下非线性系统的故障诊断问题.在发生故障后的系统模型是已知的假定条 件下,使用随机混合自动机对系统建模,并利用基于粒子滤波的混合估计算法估计出混合状 态,从而完成故障诊断.仿真结果表明,所提的方法是可行的,可以处理某类故障诊断.     

混合系统建模理论与混合系统模型

在现代工程仿真中,大部分仿真对象表现出同时具有连续和离散对象的特征,利用现有的离散或者连续建模理论不能全面的反应出对象特性,需要对混合系统的建模进行相应的理论研究.从系统理论出发,围绕着系统的连续属性和离散属性,以及他们对系统信息的响应,还有他们之间的相互作用为中心,建立混合系统模型的形式化表达和系统理论基础,并在此基础上建立了混合系统模型.以此模型为基础,在实践中为某大型仿真项目中的工程对象建立了混合模型,在仿真中得到有效的应用.     

空中机器人的混合系统建模与优化控制

针对空中机器人(小型无人直升机)非线性系统最优控制求解问题,提出了一种解决方法,该方法基于混合系统建模、降阶,求得系统约束下的状态最大可控不变集,在该集合内通过混合整数二次规划(MIQP)的方法以求得系统的最优控制。最后通过一个实际的样机进行建模、仿真,证明了本方法的可行性与有效性。     

混合系统剖析,描述与建模

混合系统是一种离散和连续构件交织的系统。通常以微分方程为连续模型，以离散事件系统或自动机为离散模型。通过分析混合系统的微观结构，文中提出了面向系统设计的描述语言ＤＤＬ。它能直观、精确刻画混合现象，方便设计决策描述，而且通过控制器符号与系统指称约束的延迟，为系统设计带来很大的灵活性。由ＤＤＬ描述的混合系统，经内部通信隐藏和系统单步协调积，可转换为混合变迁系统。     

混合Petri 网及其在混合系统中的应用探讨

针对混合系统的建模，提出一种混合Petri网(HPN)模型，并用数学语言严格地定义和描述与此Petri网有关的基本概念和一些性质。以一个生产系统为例，用Petri网来描述并分析此生产系统，并用VisObjNet软件包仿真此生产系统。     

混合系统的建模及在Matlab环境下的仿真研究

针对混合系统既包含连续变量又存在离散事件的特点,给出了混合自动机的建模方法和在Ｍａｔｌａｂ环境下的仿真过程,并结合化工过程控制中的应用实例做了说明。     

Hybrid Petri Nets for Modeling and Analysis of Microgrid Systems

Hybrid Petri nets (HPNs) are widely used to describe and analyze various industrial hybrid systems that have both discrete-event and continuous discrete-time behaviors. Recently, many researchers attempt to utilize them to characterize power and energy systems. This work proposes to adopt an HPN to model and analyze a microgrid that consists of green energy sources. A reachability graph for such a model is generated and used to analyze the system properties.      

Modeling, Simulation and Analysis of Batch Production Systems

After a surveyof some approaches for modeling hybrid systems by means of Petrinets ( t-time Petri nets, colored Petri nets, hybridPetri nets and differential predicate transition nets), thispaper illustrates how these formal models can be used for simulationand validation. It is shown how it was possible to use aggregatedqualitative models concurrently with detailed ones.     

基于扩展混合Petri网的晶圆制造系统建模

提出了一种扩展的面向对象混合Petri网（EOHPN）的建模方法：针对晶圆制造系统的复杂性，在EOHPN模型中融入了面向对象的抽象机制；为了减少系统建模的复杂性，引入混合Petri网并用面向对象建模技术作了扩展。在定义EOHPN模型的基础上，作了对象模型的拓展。用实例描述了基于EOHPN的晶圆制造系统的建模过程，验证了模型在处理系统建模时的有效性。     

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。     

一类混杂系统的广义Petri网模型

提出一种含有变形连续时不变系统状态方程的广义Petri网,并用它为一类混杂系统建模:宏观为Petri网;微观为变形的线性时不变状态方程.同时研究了所提出的混合状态的演变规则、运行轨迹和状态方程.     

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。