计时扩展双变迁Petri网及其分析技术

扩展双变迁 Petri网是一种适合嵌入式系统的建模工具。但是 ,不能描述时间特性的不足限制了它在嵌入式系统软硬件协同设计中的应用。通过对扩展双变迁 Petri网的变迁引入时间因子 ,以及该模型结构特征的分析研究 ,给出了计时扩展双变迁 Petri网 ,及其状态方程和时间分析算法 ,从而使双变迁 Petri网的描述能力增强 ;利用时间分析算法 ,可初步实现嵌入式系统的时间分析 ,为双变迁 Petri网技术有效地运用于协同设计打下了基础。并基于时间分析算法设计开发了模型的时间分析工具 ,以便于开发人员自动地分析系统的时间性能。     

制造自动化系统的TCPN规格及其可调度性分析研究

时间约束Petri网(TCPN)是Petri网的一种扩展形式,是迄今为止对时间约束描述能力较强的网之一.文中给出了建立制造自动化系统时间约束Petri网模型的一般性步骤,以及基于时间约束Petri网的可调度分析算法,并以制造自动化系统的应用实例,具体说明了可调度分析算法的应用.     

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。     

基于Petri网的不确定时间工作流成本分析

为了实现对不确定时间工作流Petri网的成本控制,在原型Petri网的基础之上,基于模糊理论,通过建立模糊时间Petri网,实现对不确定性时间信息的全面描述.在考虑工作流具体运作的情况下,扩展模糊时间Petri网,设定定义在变迁集上的价格函数,从而提出不确定时间价格Petri网.而后规定了该网的化简规则和算法,并通过实例演算该流程.     

机载液压油源系统非马尔科夫随机Petri网模型与时间参数识别

本文研究了基于Petri网的机载液压油源系统的建模与时间参数识别问题。机载液压油源系统的正常行为执行时间服从正态分布和异常行为执行时间服从指数分布时间,Petri网模型处理确定行为,不能处理随机行为。随机Petri网(Stochastic Petri Nets ,SPN)模型与确定-随机Petri网(Deterministic Stochastic Petri Nets ,DSPN)模型处理执行时间属于指数分布的行为,不能处理执行时间属于正态分布的行为,本文提出用正态-随机Petri网(Normal-Stochastic Petri Nets, NSPN)模型对机载液压油源系统建模,正态-随机Petri网模型有正态分布的变迁与指数分布的变迁。本文提出正态-随机Petri网模型的正态参数 与指数分布参数 的识别算法,其中 为正态分布的名义值, 为正态分布的标准差, 为指数分布的指数参数值。本文建立了机载液压油源系统的NSPN模型,应用本文参数估测算法对变迁时间参数进行识别,仿真计算结果表明,计算的变迁时间参数与系统实际运行时间参数一致,证明了该方法的有效性。     

基于扩展TTPN的多任务加工系统建模及资源优化

引入分类信息拓展赋时变迁Petri网(TTPN),给出扩展赋时变迁Petri网(ETTPN)模型定义,以分类集成方法,建立多任务加工系统ETTPN模型.与传统TTPN建模相比,该模型建模复杂度显著下降.结合多任务加工系统ETtPN模型,提出资源优化配置算法,通过实例验证该算法的有效性.     

连续系统的受控连续Petri网模型

对于连续系统提出了一种受控连续Petri网模型．该模型充分考虑了系统状态的时变性质,在普通连续Petri网的基础上,对连续变迁的激发速度及触发规则进行了重新定义,从而能直观地、充分地描述受控连续系统的演变,从而为混杂系统统一的Petri网模型框架的建立提供了理论基础．利用模型详细讨论了连续系统的时间最优控制问题的连续Petri网描述．     

基于Petri网的项目管理模型研究

项目管理是一类典型的离散并发不确定系统,经典Petri网及其扩展可以很好的对项目工序逻辑关系、时间约束、资源约束、项目执行过程监控等进行可视化建模的同时,提供形式化理论支撑.在综合研究现有Petri网项目管理模型基础上,提出了基于着色时间约束Petri网的项目动态管理模型,并对该模型的变迁激发规则、状态空间、可达性及可调度性进行分析.该模型能够对项目管理中时间约束及资源约束进行建模,为项目动态管理提供可视化、形式化建模工具.     

复杂产品概念设计多学科过程建模方法研究

为了使复杂产品概念设计的过程模型支持多学科优化,实现概念设计过程中的求解功能,确定产品设计的综合最优方案,提出了基于扩展Petri网与NSGA-Ⅱ算法相结合的多学科过程建模方法.针对复杂产品设计过程的特点,分析了概念设计在多学科优化过程中的重要作用,研究了扩展Petri网模型建立和NSGA-Ⅱ算法的执行过程,给出了以扩展Petri模型的变迁序列作为NSGA-Ⅱ算法染色体,结合属于Petri网模型元素的选择算子、交叉算子进行NSGA-Ⅱ优化运算的方法.将上述方法应用于某工业汽轮机的设计,并通过实例验证了该方法对于不同的设计要求,可以给出不同情况下的Pareto最优解集,是进行复杂产品概念设计过程建模的一种切实有效方法.     

一种分布式实时嵌入式系统的调度分析算法

针对现有的基于Petri网的调度分析算法存在的不足,提出了一种适合于分布式实时嵌入式系统的调度分析算法。该算法使用相对的触发域判定调度序列中的变迁是否可以调度;通过引入并行间隔,记录了调度序列中的并行变迁的相对执行时间;在计算调度长度时,使用并行间隔作为并行变迁的执行时间,从而得到了正确的调度分析结果。     

基于Petri网的分布式实时嵌入式系统的调度分析

在基于资源的Petri网建立的分布式嵌入式系统模型中,针对没有考虑并行问题的常规调度分析算法无法计算出正确的调度长度的不足,通过引入时间基准和相对于初始状态类的触发域,得到了新的适合分布式实时嵌入式系统的调度分析算法。     

用Petri网进行并发系统的描述与分析

本文介绍了以Petri网为工具对并发系统进行描述和分析的方法,并以Ada并发程序为例给出了Ada并发程序的描述方法。文中给出了一种Petri网的化简算法,并对化简后的Petri网构造出可达树,根据可达树分析系统的安全性、有界性和死锁等性质。     

基于Petri网的工作流模型构建

Petri网以其良好的数学基础和可视化的建模方法已成为工作流研究中的重要建模工具。尤其对办公自动化建模时,在描述和分析对象上有其独到的优越之处,本文以协同办公系统中的生产计划管理流程为例,提出了一个基于Petri网工作流建模的方法并进行了模型的正确性验证。     

基于扩展Petri网的安全关键软件需求模型检验

Petri网是系统建模的形式化方法,为了解决其在软件需求建模和建立程序语义映射方面存在的不足,提出了一种扩展Petri网的方法来支持软件需求建模,区分了状态型和数值型库所,根据软件特点有针对性地扩展了变迁的可触发条件和迁移运算,同时建立了和模型检验程序语言的映射,将扩展Petri网作为检验的模型输入,利用时态逻辑描述运行性质,进行需求模型检验.定时器和航空发动机的防喘功能验证实例结果表明,扩展Petri网可以较好地支持软件系统需求建模和软件程序语义映射,通过模型检验和反例路径分析,可以达到修改和完善需求模型的目的,从而提高软件的质量和安全性.     

赋时Petri网的一种符号分析算法

有序二叉决策图（0rdered Binary Decision Disgram-OBDD）是布尔函数表示的规范型，布尔函数的复杂运算可以基于OBDD得到极大地简化实现。在讨论基于OBDD的有界Petri网符号分析算法的基础上，对赋时位置Petri网的符号分析进行了研究，构造了一种扩展标识向量，给出了赋时Petri网分析的一种符号OBDD算法，实现了赋时Petri网的隐式描述与分析。实验表明，符号算法能处理较大规模赋时Petri网问题。     

模糊Petri网模型的反向推理算法

提出了一种建立在模糊Petri网的基本结构上的反向推理算法．通过建立模糊Petri网模型的关联矩阵、库所向量和变迁向量，运用矩阵运算的基本方法实现．通过该算法的运行，可以在模糊Petri网模型中抽取出一个子模型，从而把一个大的、复杂的系统转化为一个只与问题相关的小的系统来处理．采用数学运算的方法实现的反向推理算法简单，具有通用性，它适用于各种类型的模糊Petri网结构．对于其它的大系统生成子系统的问题，这种矩阵运算的方法也可以借鉴．同时对该算法中的矩阵运算和模型中的图形结构之间的关系进行了分析，讨论了算法的复杂性．     

一种Petri网结合遗传算法的优化方法及应用

根据实际优化问题，在时间Petri网和着色Petri网的基础上，提出了一种新的扩展Petri网（EPN）模型，并在EPN中定义了条件矩阵Q，给出了Petri网与遗传算法相结合的优化方法和具体算法，使用本优化方法，对一个车间作业（Job-shop）调度问题进行了求解，建立了该Job-shop调度的EPN模型，并采用单个体遗传算法对Petri网模型进行优化，结果证明了该建模和优化方法的有效性和正确性。     

嵌入式多任务系统开发方法研究及其应用

嵌入式系统与硬件紧密结合，其功能由多个并发的任务相互协作运行而实现，因此多任务系统开发的关键是如何将系统功能合理地划分为多个任务，并详细设计多任务之间的协作流程。有限状态机FSM和Petri网是分析多任务系统的理想工具，能很好地表现任务间的协作、并发和同步。最后详细阐述了使用FSM和Petri网来分析设计移动电话系统的过程。     

针对SoC设计正确性和时间性的形式化协同验证方法

给传统嵌入式系统验证方法带来巨大挑战的是SoC设计中硬件部分采用IP核、软件部分采用构件技术，这就需要一种既能克服传统方法缺陷又能适合SoC的新方法。针对SoC提出了一种基于着色Petri网的数学模型，形式化定义了IP核、构件和用户自定义逻辑模块，并阐述了从SoC设计体系结构到着色Petri网模型的转换方法，还介绍了如何利用现有工具CPN Tods来分析Petri网模型。该方法不仅能验证SoC设计的正确性，还能验证其时间性，一旦给出SoC设计中IP核、构件和用户自定义逻辑的体系结构，那么就能够验证出整个系统的设计正确性和时间性，最后通过一个验证PDA手机音频和视频子系统的例子证明该方法行之有效，并给出了相应的实验结果。     

一种基于Ontology的WEB服务时间约束定义及验证方法

针对目前面向服务计算(SCO)模式中组合Web服务验证缺乏对时间等非功能属性验证的实际,基于本体理论,设计并实现了一种基于时间约束Petri网的Web服务时间模型定义方法.该方法考虑服务流与以往工作流的区别,在服务模型OWL-S基础上建立时间本体(Time Ontology),全面地刻画了服务的基本时间约束.扩展已有的PetIi网本体,增强其描述能力,使其能够描述服务数据及时间信息,并定义了在OWL-S上定义的时间本体与Pe-tri网时间本体间的关系.根据模型检测理论,通过扩展OWL-API,将附加时间属性的OWL-S的服务描述本体转换为Petri网的标准格式PNML文件,建立起扩展时间属性的Web服务模型与形式化模型时间约束PetIi网(TCPN)间的映射关系.该方法很好地描述了服务时间约束,为后续的基于TCPN的服务时间形式化验证打下了坚定的基础.