Petri網(wǎng)的符號分析技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、Petri網(wǎng)(Petri Net，PN)是一種適于對具有異步、并發(fā)特征的離散事件系統(tǒng)進行模擬、分析、設(shè)計和控制的圖形數(shù)學(xué)工具。其主要特點是對復(fù)雜問題能清晰、直觀和緊湊地可視化描述，問題的求解可以通過對Phi的操作實現(xiàn)。如何對大型復(fù)雜的PNs進行分析，進而解決基于PN模型的復(fù)雜應(yīng)用問題是當(dāng)前PN應(yīng)用領(lǐng)域研究的一個熱點問題。本文以有序二叉決策圖(Ordered Binary Decision Diagram，OBDD)和零壓縮二叉決策圖(Z

2、ero-suppressed Binary Decision Diagram，ZBDD)兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對PN的性能分析問題以及基于PN模型的柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing Systems，F(xiàn)MS)生產(chǎn)調(diào)度和裝配序列規(guī)劃問題等進行了探索和研究。論文主要研究結(jié)果包括：
　　 1)研究了Pastor等建立的基于OBDD的Petri網(wǎng)符號分析方法，在此基礎(chǔ)上改進了Petri網(wǎng)符號OBDD分析算法中的im

3、age計算實現(xiàn)方法，給出了不需要額外引入變量集的Petri網(wǎng)符號OBDD分析算法，進一步減緩了有界Petri網(wǎng)分析中的狀態(tài)組合復(fù)雜性。
　　 2)給出了基于ZBDD的Petri網(wǎng)標識向量表示、使能遷移計算、可達標識向量生成的符號方法，使得Petri網(wǎng)動態(tài)行為的計算能夠在基于ZBDD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的緊湊表示和高效操作下得到實施。通過算例仿真，在Petri網(wǎng)分析的時間和空間效率上，對符號ZBDD技術(shù)和符號OBDD技術(shù)進行了比較。
　

4、　 3)在Petri網(wǎng)符號OBDD和ZBDD分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了基于Petri網(wǎng)模型的FMS生產(chǎn)調(diào)度問題的符號OBDD和ZBDD求解算法。算法在求解過程中對狀態(tài)空間及其搜索過程中相關(guān)數(shù)據(jù)進行符號表示，實現(xiàn)了狀態(tài)及其搜索過程信息的高效存儲和隱式枚舉。通過實例仿真，將兩種符號算法與傳統(tǒng)的搜索算法進行了比較。
　　 4)從裝配產(chǎn)品的接觸向量函數(shù)和移動向量函數(shù)出發(fā)，逐層分析所有可能的裝配操作，并逐一判斷這些裝配操作的幾何可行性，給

5、出了裝配賦時Petri網(wǎng)模型構(gòu)建方法。通過該方法建立的裝配賦時Petri網(wǎng)模型是完備的、可靠的。
　　 5)在裝配賦時Petri網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上，給出了裝配序列規(guī)劃問題的啟發(fā)式求解算法。該算法采用全局搜索，通過使用啟發(fā)函數(shù)限制搜索空間，以Petri網(wǎng)的遷移引發(fā)序列的形式生成一個最優(yōu)或接近最優(yōu)的可行裝配序列，通過實例驗證了算法的有效性。
　　 6)給出了裝配序列規(guī)劃問題的符號OBDD和符號ZBDD求解算法。既能解決大規(guī)模裝配