随机Petri网可视化软件的设计与实现

针对随机Petri网建模设计与分析的复杂性问题,通过面向对象方法在VisualC++环境下利用MFC开发了可视化的随机Petri网建模和分析工具SPNSim。利用广度优先思想,设计了可达图的生成算法,给出了随机Petri网模型的编辑器,用户可以直观方便地进行随机Petri网编辑,同时还能进行模型分析,得到可达图、稳态概率等随机Petri网特性和系统性能指标。通过对一个实例的建模与分析,结果验证了软件工具SPNSim的正确性和可用性。     

装配可靠性的模糊广义随机Petri网建模与分析

针对一般广义随机Petri网模型精度低的问题,将模糊数引入到广义随机Petri网,提出模糊广义随机Petri网的概念.结合模糊数包含信息多的优点,利用模糊广义随机Petri网对装配过程进行建模,通过同构的Markov链对模型进行定量分析.用模糊广义随机Petri网模型计算得到的装配可靠度与一般广义随机Petri网模型的装配可靠度进行分析比较,结果表明了模糊广义随机Petri网模型的精度更高.以数控磨床砂轮架为例,证明了上述方法的有效性.     

基于组合逻辑的故障诊断方法

针对复杂系统故障传播和故障分析的模糊性和不确定性,首先,在逻辑Petri网和模糊Petri网的理论基础上,根据逻辑Petri网的传值不确定性以及模糊Petri网对模糊信息的表示和推理能力的特点,提出模糊逻辑Petri网的概念及推理规则,考虑不同故障源对故障的影响程度,将概率信息引入模糊逻辑Petri网,对故障源赋予置信度,使故障诊断过程更符合实际。其次,利用模糊逻辑Petri网对故障诊断系统进行建模,用模糊逻辑Petri网描述了系统故障状态组合的逻辑关系,并进一步简化了系统模型的表达形式,具有良好的封装性、重构性和可维护性,在一定程度上缓解了状态组合空间爆炸问题。针对故障的传播性,采用可达性分析方法对故障信息的传播路径进行模拟论证,提高了故障诊断效率。最后,通过离心式压缩机故障诊断过程实例分析,验证了该方法的有效性和可行性,提高了故障诊断过程的准确性和高效性。     

模糊时间Petri网及扩展的模糊时间Petri网

网络实时系统对时间和QoS有严格要求,因此对设计、实现和测试的技术和工具都有很高的要求。模糊时间Petri网是将模糊集合理论用于不确定的或主观的时间信息的表示,在每个变迁上添加时间间隔约束对模糊时间Petri网进行扩展得到扩展的模糊时间Petri网,它是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性。本文详细地介绍了模糊时间Petri网及可扩展的时间Petri网,可扩展的时间Petri网的网精简方法,使用design／CPN仿真,及使用EFTN对多媒体同步建模,并探讨了进一步研究的方向。     

基于EFPN的模糊离散事件系统可诊断性分析

针对模糊有限自动机及模糊Petri网在模糊离散事件系统(Fuzzy Discrete Event System,FDES)行为建模中的不足,提出一种扩展模糊Petri网(Extended Fuzzy Petri Net,EFPN),并基于EFPN构造了FDES行为模型及系统故障诊断器。EFPN以一种新的事件模型为基础对FDES的系统行为进行建模,并根据事件触发矩阵计算下一系统状态中各分量的可能性分布。与模糊有限自动机及模糊Petri网的对比分析表明,在描述FDES模糊事件时,对于同步距离为0的一组事件所造成的影响,EFPN的表达能力强于经典模糊Petri网;在对含有多个状态分量的FDES建模时,EFPN模型的规模远小于模糊有限自动机。在基于EFPN构造的系统行为模型中,运用可达状态标识图分析系统状态集,可有效地构造FDES的故障诊断器,并可据此进行系统可诊断性分析。     

基于随机Petri网的柔性工作流可用性分析

提出一种基于随机Petri网的柔性工作流可用性分析方法。给出基本的异常处理模型,以电子商务配送系统(ELMS)为例,利用随机Petri网对系统进行SPN建模,分析ELMS系统的各种可用性参数。实验结果表明,该方法能准确、有效地对支持异常处理操作的柔性工作流进行可用性分析。     

基于模糊Petri网的无线顺序控制系统的故障诊断

通过分析基于无线传感器网络的顺序控制系统,给出它的故障传播规则。针对模糊Petri网在故障诊断中的置信度模糊推理算法的不足,进行了添加阈值判断的改进。运用改进后的模糊Petri网推理算法对无线顺序控制系统进行故障诊断,计算控制器故障发生的概率,得出其中控制逻辑重新发送概率最大,理论结果与现场实际测试结果基本一致。     

基于共识与Choquet积分的模糊Petri网可信度确定方法*

针对模糊Petri网可信度确定过程中,决策结果可接受程度较低和未考虑影响因子间关联的问题,提出基于群体共识测度与Choquet积分确定模糊Petri网可信度的方法。设计了基于决策者与群体评估信息偏差修正的自适应共识测度算法,获取可接受程度较高的群体评估信息。构建最大2-可加模糊测度Marichal熵模型求解影响因子间的交互作用系数,根据交互作用系数、默比乌斯变换和模糊测度之间的关系确定模糊测度,利用Choquet积分算子集结群体评估信息得到模糊Petri网可信度。将此方法用于确定燃气轮机故障诊断模糊Petri网输入库所可信度,并与未考虑共识测度和影响因子间关联的方法进行比较,计算结果验证了该方法的有效性和可行性。     

基于一致分布的时间Petri网模型

时间Petri网的现有分析理论主要关注基于区间端点的计算和推理,缺乏对实施区间内不确定性的定量描述,不利于时间Petri网进行系统性能评价和动态模拟实现.为了解决这一问题,提出基于一致分布的时间Petri网模型.首先给出变迁实施概率和变迁序列实施概率的计算方法;然后引入概率条件到状态类,用于构造时间Petri网的概率可达类树;最后给出动态模拟实验,检验理论方法的正确性.     

模糊推理Petri网及其在故障诊断中的应用

分析了推理Petri网与传统Petri网的共性和区别,给出了模糊产生式规则推理 Petri网模型.在此基础上,给出了有效的推理算法,并以极大代数矩阵算子进行了形式化表 示,此算法充分利用了Petri网的数学理论基础和描述并发系统的能力,具有并行推理能力, 可以同时得到推理后系统的全部状态值.最后举例说明了其在故障诊断中的应用.     

分布式锁的Petri网建模及死锁检测

分布式锁管理DLM细化了锁模式的粒度,使得分布式系统具有更高的并发性,但死锁检测等锁的管理过程却更加复杂了,Petri网的应用能很好地解决该问题。为分布式锁建立Petri网模型,通过化简和合成建立系统的Petri网模型,借助Petri网的可达标识图实时检测出分布式系统的死锁状态,并查找死锁进程。     

Diagnosability of Petri nets with observation graphs

This paper addresses the problem of diagnosability for dynamic discrete event systems modeled with bounded or unbounded Petri nets that are deadlock-free and monitored with sensor configurations with marking and event measurements. The proposed method gives necessary and sufficient conditions for diagnosability. It is based on the transformation of the coverability graph into an observation graph that encodes all observation sequences of measured markings and events with respect to the sensor configuration. This graph also encodes all sequences of transitions that may fire from any reachable marking of the Petri net. Diagnosability is determined by analyzing the paths and circuits in the observation graph. The method is illustrated with several examples of bounded or unbounded Petri nets.     

基于带标记的并发可达标识图的关键路径的求解方法

将AOE 网转换成有色时延Petri网模型,在模型转换过程中同时计算出各位置所对应的事件的最早开始时间,给出了模拟AOE 网的有色时延Petri网模型的带标记的并发可达标识图的构建算法;利用并发可达标识图中的标记序列直接得到关键路径并计算出完成所有活动所需的最短时间。实例与仿真实验结果表明,当AOE网中平均存在3个以上的并发活动时,所提方法执行效率优于传统的求解关键路径的算法,并发活动越多,所提算法效率越高。     

T-组合Petri网的活性和公平性分析

同步合成是研究复杂Ｐｅｔｒｉ网系统性质的有效途径．文中通过引入可引发变迁序偶的概念,研究了Ｔ－组合（同步合成）Ｐｅｔｒｉ网对子网的活性和公平性继承关系,给出了一组Ｔ－组合Ｐｅｔｒｉ网活或公平的充要条件和充分条件．这些结果对网组合同步设计具有重要的指导意义     

Petri网分解的保性条件分析

Petri网的分解技术是用于复杂网系统分析的一种有效手段 .基于库所指标的 Petri网分解方法 ,将一个复杂的网系统分解成结构满足 |· t|≤且 |t· |≤ 1的简单子网 ,通过分解得到的子网与原系统的状态和行为之间存在着一种投影关系 .但是 ,子网本身也增加了一些不必要的状态和行为 (原网系统在子网上的投影只是子网状态和行为的一个子集 ) .本文提出分解过程中的状态保性和行为保性的概念 ,证明了分解过程中行为和状态保性的充要条件 ,基于标识可达图给出了相应的判定算法 ,对复杂系统的 Petri网分析方法提供了更为有效的理论和可行的技术     

基于CPEBSDL通信协议的Petri网建模方法

结合CPEBSDL描述语言、Petri网可达图、Petri网进程等协议分析方法,提出一种基于通信协议建立Petri网模型的方法——PMA_CPEBSDL。该方法利用CPEBSDL语言描述了通信协议实体的行为,自动地对协议建立Petri模型。协议的进程分析方法和可达图分析方法使协议的测试更加准确、直观。结合一个实例,给出LAPD协议完整的建模过程及协议验证和测试的方法。     

并发操作系统中基于有色Petri网的死锁检测与避免

1.引言系统的并发性与资源的共享性是并发操作系统的主要特征,其目的是最大限度地提高计算机资源的利用率。死锁是并发操作系统必须解决的一个重要问题。人们试图用不同的方法来解决死锁问题。如Dijkstra提出的有名的死锁避免的“银行家算法”,Coffman等人给出的死锁检测算法。 Petri网模型作为模拟与分析并发、异步、分布式系统的一种有效工具,已被用于解决操作系统中的许多问题。如进程通讯中的生产者/消费者问题、哲学家用餐问题,资源竞     

Petri网模型代码映射研究

为了简化仿真系统的实现过程,分析总结了Petri网到程序代码的映射准则,从Petri网的基本元素和关系入手,根据逻辑关系建立映射的三类原子语句,并通过两种合成方式形成分子语句。以原型Petri网为例,遍历可达标识图的各种分支路径,提出循环路径到循环结构语句的代码映射方法。最后给出了带抑制弧的扩展Petri网和受控Petri网的代码映射方案,为Petri网向程序代码的转换提供了理论依据。     

改进的最小割集生成算法与联锁系统模型的安全性测试*

为保证铁路联锁模型的安全性,在故障分析法的基础上提出一种新的用Petri网来建立故障树的方法,动态地描述铁路联锁系统的安全性需求,并根据Petri网安全需求模型的可达标志图,提出一种能自动生成最小割集的算法。根据算法生成的最小割集,设计了一个联锁安全检测器,用于检测和控制联锁系统模型处于安全状态。最后用CPN工具对所建立的联锁系统模型进行仿真,仿真结果表明联锁安全检测器能够保证模型的安全性。     

Property analysis of logic Petri nets by marking reachability graphs

Logic Petri nets (LPNs) are suitable to describe and analyze batch processing functions and passing value indeterminacy in cooperative systems. To investigate the dynamic properties of LPNs directly, a new method for analyzing LPNs is proposed based on marking reachability graphs in this paper. Enabled conditions of transitions are obtained and a marking reachability graph is constructed. All reachable markings can be obtained based on the graph; the fairness and reversibility of LPNs are analyzed. Moreover, the computing complexity of the enabled conditions and reachable markings can be reduced by this method. The advantages of the proposed method are illustrated by examples and analysis.