基于非纯Petri网的柔性制造系统的死锁控制监督器设计优化

作     者：付文 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈玉峰

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：Petri网 柔性制造系统 死锁预防 向量覆盖法 自环 

摘      要：柔性制造系统（Flexible manufacturing system,FMS）是由数控机床和一个物料传输系统构成、能够高效地生产中小批量产品的计算机控制系统。在柔性制造系统中的不同的生产过程当中,资源的竞争往往会造成死锁的发生。死锁造成的整个或部分系统的停顿和不连续、长时间的宕机以及较低的资源利用率,在一些情况下并不仅仅是简单的降低生产率的事情,它甚至可能造成整个系统崩溃,从而造成严重的经济后果。研究死锁问题的工具有很多,其中Petri网是行之有效的一种,并且已经有相当多的利用Petri网分析研究死锁问题的成果。相比纯Petri网,非纯Petri网在建模和系统控制方面都更加强大。本文的内容主要分为两部分,一部分是提出一种针对t使能好标识的向量覆盖法来设计非纯Petri网控制器,另一部分是提出一种新的非纯Petri网控制器设计方法,使控制器在保证网系统最大行为许可度的前提下实现网系统的结构最简。1.针对t使能好标识的向量覆盖法。在非纯Petri网控制器设计中,向量覆盖法是一种有效地降低控制器设计计算量的方法,而在本文中提出了一个新颖的针对t使能好标识向量覆盖法,用于进一步降低控制器设计时的计算量。2.一种新的非纯Petri网控制器设计方法。死锁的预防有多种方法,对于非纯Petri网控制器来说,我们的设计思路是:在一些合法标识下禁止使能一些特殊的变迁,然后尽可能多地阻止其他合法标识通过使能一些变迁进入死锁区域。这种通过尽可能多地禁止变迁设计出来的监督器不仅能够保证每个控制库所除了这个能够禁止某个变迁在一些标识下的发射,还能够尽可能多地控制其他的类似标识和变迁组合,如此系统能够达到最大行为许可。然后,我们使用一种集合覆盖的方法来对这些设计出来的控制库所进行选择,使由这些控制库所组成的非纯Petri网控制器在保证最大行为许可的前提下具有数量最少的控制库所。