Petri网系统的活性分析与验证

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Petri网是一种图形化的建模工具.活性是Petri网理论研究的主要内容.本文采用结构分析方法和可达性分析方法研究了通用Petri网系统的活性问题.主要研究内容与成果有:首先,给出了非前阻塞Siphon的定义,研究了Petri网活性与非前阻塞的关系.给出了稳定标记的概念,证明了任一Petri网都存在稳定标识,通过探讨稳定标识下非活且非前阻塞Petri网中与死变迁有关的结构特征,推导出简单网、非对称选择(AC)网、齐次准强连通无汇合(HQJF)网、-网这四类Petri网子类保持活性的充要条件.其次,在讨论一般的Petri网,即不限制网的结构,保持活性的充分条件时,若有界的Petri网具有弱活性,再增加约束条件——数学上表示为齐次线性方程组仅有正整数解,则Petri网保持活性.然后,在判定Petri网的活性时,通过对Petri网增加令牌数充分大但有界的库所构造增广Petri网,确保增广网的行为逼近原网的行为,从而由增广网的活性推导出原网的活性.另外,对于如何判定Siphon是非前阻塞的,分别从Trap控制和不变量控制给出了Siphon是非前阻塞的两种结构,并且借助状态方程给出了判定Siphon是非前阻塞的线性规划方法.最后,通过文献中常见的范例验证了方法的有效性.相较于可控Siphon,本文提出了非前阻塞Siphon,并利用线性规划理论给出了一个判定非前阻塞Siphon的新方法.基于非前阻塞Siphon这一结构,本文不仅给出了常见的简单网、HQJF网和AC网保持活性的充要条件,还给出了具有一类结构与AC网相对的Petri网子类——-网保持活性的充要条件.此外,不同于大多文献局限于具有特殊结构的Petri网的活性判定,本文通过构造增广Petri网判定原网活性的方法,不限制网的结构,可适用更多类型的Petri网.
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