基于Petri网的工业混杂系统监控与诊断

【摘要】：工业过程的监控与诊断技术是现代工业保证生产系统运行的稳定性和可靠性，提高产品质量、生产效益的重要手段和关键技术。 混杂过程是既有连续动态变量，又有离散逻辑变量的复杂动态变化系统，混杂现象普遍存在于流程生产工业中。本文以某化工溶剂回收过程为背景，将Petri网技术应用于工业混杂系统，研究了基于Petri网的监控与诊断问题求解方法。 论文首先对混杂系统——人造革DMF回收开车过程进行了研究，结合赋时Petri网和混合Petri网建立了其递阶控制模型；通过对其协调层的深入讨论，研究了开车过程的监控问题，采用可达性等方法对模型进行了分析。其次，论文针对混杂系统提出了监控与诊断的集成概念，在此基础上进行了DMF回收蒸发罐运行过程的监控与诊断；建立了描述生产过程混杂特性的HPN信息模型和用于诊断决策的控制器模型，探讨了设备故障和连续参数大的扰动的合成传播问题，仿真结果说明了本文设计方法的有效性。 在理论研究的基础上，探讨了Petri网的MATLAB仿真分析方法，这为基于Petri网的混杂系统分析提供了工具，验证了论文所探讨方法的正确性。