S4PR網的嚴格極小信標計算及活性控制器優(yōu)化方法.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)中，生產進程之間互相等待對方占有的資源會導致死鎖，使系統(tǒng)性能惡化，給生產帶來損失。S4PR網是一類具有良好建模能力的Petri網子類，被廣泛運用于柔性制造系統(tǒng)建模、性能分析及死鎖控制策略的研究中?；赟4PR網的柔性制造系統(tǒng)死鎖預防策略研究成為近年來理論界關注的熱點。經典的死鎖預防方法需要對Petri網模型中的每一個嚴格極小信標添加一個控制庫所和相關連接弧來實現對死鎖的控制。該方法首先需要求解嚴格極小信標，而Petri網中信

2、標數量的增長在理論上與網模型規(guī)模的增大呈指數關系，由此導致采用經典方法預防死鎖時，面臨信標計算復雜度高、死鎖預防控制器結構過于復雜、行為允許度低三方面的困擾。針對這一問題，本文基于S4PR網展開了對柔性制造系統(tǒng)死鎖預防策略的研究，具體工作和結論如下：
　　 1、提出了一種計算S4PR網中全部嚴格極小信標的方法。該方法首先根據資源庫所之間的結構關系構建C-R圖，然后通過相關計算公式、定理及算法給出由C-R圖得到嚴格極小信標集合的具

3、體過程。盡管在最壞情況下，該方法的計算時間復雜度是指數級的，但相比傳統(tǒng)的遍歷方法，仍具有兩方面的優(yōu)勢：一是其計算的問題規(guī)模由網中所有的庫所個數降低為網中資源庫所的個數(通常情況下，資源庫所個數要遠少于網中全部庫所的個數)；二是該方法無需對網模型進行可達性分析，從而避免了狀態(tài)組合爆炸問題。實例表明，本文提出的方法在一定程度上降低了信標求解的時間復雜度，同時也為下一步進行S4PR網活性控制器的優(yōu)化奠定了基礎。
　　 2、提出了一種基

4、于線性整數規(guī)劃方法的活性S4PR控制器優(yōu)化方法。該方法以三元組的方式定義了Petri網監(jiān)控器，以及S4PR網組合冗余型監(jiān)控器的概念。同時證明，在一個已對網中每一個嚴格極小信標均設置了監(jiān)控器的活性S4PR控制器中，僅刪除組合冗余型監(jiān)控器的控制庫所和相關連接弧，而保留它的基，那么該活性控制器仍然是活的。以這一理論為基礎，本文給出了活性S4PR控制器的優(yōu)化算法，該算法既簡化了活性網系統(tǒng)的結構復雜度，又提高了網系統(tǒng)的行為允許度。