基于Petri网的柔性制造系统混惑检测与控制

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柔性制造系统中存在并发和冲突是不可避免的。当并发和冲突同时存在于柔性制造系统中时,无法从系统相同的最终状态观测到是否有冲突发生过,这一现象称为混惑。在柔性制造系统中,这种冲突出现的不确定性会导致用户决策失误,并有可能造成严重的经济损失。在此背景下,本文在提出混惑检测算法的基础上,运用抑止弧和广义线性约束,还提出了两种不同的柔性制造系统中混惑控制策略。混惑子网是混惑的载体,混惑是混惑子网在有效标识下的动态行为,混惑子网的动态行为可以通过混惑子网结构和有效标识进行描述与分析。如何快速高效的找到混惑子网结构,成为混惑分析和控制的首要任务。本文提出了两种不同的在混惑子网结构检测算法,第一种混惑子网结构检测算法,根据混惑的基本结构特征,首先排除了一些从结构上就不可能出现混惑的库所和变迁,然后在最有可能出现混惑的库所和变迁中去寻找混惑,从而降低了检测混惑的时间复杂度。第二种混惑子网结构检测算法,把Petri网系统用关联矩阵表示,给出了冲突和并发变迁在关联矩阵中的判定定理,并给出了相关的证明,随后提出了基于关联矩阵的混惑子网结构检测算法。在检测出混惑子网结构的基础上,本文也提出了两种不同的混惑控制方案,第一种方案,向Petri网系统中添加抑止弧,改变变迁的发生规则,抑制产生混惑的变迁的发生,能够确保当混惑出现时能够消解。第二种方案,按照预先定义的控制策略,用广义互斥约束的监控器构造方法进行监控器的设计,并把设计的监控器,预先施加在网系统中的各个混惑子网结构中,这些监控器可以保证在系统运行过程中,只有在混惑子网结构出现相应的标识导致混惑时,监控器才有效,进行混惑控制。在本文中,通过柔性制造系统实例对提出的混惑检测方法及控制策略进行仿真实验,结果表明,本文提出的混惑检测算法能够正确的检测出混惑子网结构,提出的混惑控制方案,使得到达系统相同终态的变迁发生序列是唯一的,从而对混惑进行消解。
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