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《电子科技大学》 2005年
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网络化控制系统Petri网建模与分析

胡红革  
【摘要】:随着科学技术的现代化和工农业生产的规模化发展,以及计算机技术、网络技术与通信技术的高速发展与广泛应用,出现了将自动控制技术、计算机技术和通信技术相结合的网络化控制系统。网络化控制系统的主要特征是系统结构复杂、规模大,系统构成常具有多模式子系统集成的特点。在这类系统中,既有系统行为和特性上的复杂性,也有不确定性导致的复杂性,同时还有多模式集成和控制策略方面的复杂性。具有分层结构复杂性的不同模式子系统之间有着复杂的关联特性,关联性表现为不同模式子系统之间的信息交互作用,这种信息可能是定量信息,也可能是定性信息,有时甚至可能出现模糊的和随机的关联信息。如何对网络化控制系统进行建模和分析,单纯依靠数学工具,将使研究受到局限而无法解决更广泛领域的问题,特别是对于解决难以用数学模型来表征的一类问题则显得无能为力。而计算机领域的一些研究方法和策略正好可以为网络化控制系统的研究带来新的解决问题的思路,Petri网最早就是用于计算机领域问题的研究。 Petri网是一种基于图形化的语言,具有描述、分析复杂系统强大功能。论文中主要从网络化控制系统的形式化建模和分析技术两个方面进行了系统、深入的研究,并利用Petri网的基本性质对网络化控制系统的故障进行分析,特别是系统故障避免的方法等。在借鉴和充分研究计算机通信网络技术、智能控制技术的基础上,研究影响网络化控制系统可靠性的主要因素,针对实际系统的具体要求,研究提高网络化控制系统可靠性的措施和解决方案,对网络化控制系统的整个生命周期的可靠性进行指导。 首先扩展随机Petri网为混合随机Petri网,并对其基本理论进行了严格的论证和推导。然后将随机Petri网应用于两种现场总线Profibus和CAN总线以及以太网的形式化建模和分析,最后对整个网络化控制系统进行建模和性能分析,在文中分别应用Petri的分析方法和软件对建立的模型进行仿真分析。 论文的主要创新成果如下: ① 运用混合随机Petri网对整个网络化控制系统进行了建模和仿真。运用混合随机Petri网对网络化控制系统的故障进行了分析。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP273.5

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈辉;控制网络节点通信协议栈可重构自组织研究[D];华中科技大学;2011年
2 杨鹏;基于广义随机Petri网理论的SIP的研究[D];兰州理工大学;2009年
3 潘卫华;网络控制系统调度与控制协同设计的研究[D];华北电力大学(河北);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 朱亮;基于PROFIBUS-DP网络控制系统建模与分析[D];河海大学;2007年
2 史超;模糊控制系统的Petri网建模及稳定性研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 张晓丹;控制网络节点可重构协议栈仿真平台的开发[D];华中科技大学;2009年
4 詹鹏辉;基于Petri网的企业管理流程诊断技术研究与应用[D];浙江理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张东红;并行系统分叉和交汇操作过程的Petri网控制器[J];安康师专学报;2000年02期
2 桂志波,王庆林;基于扩展Petri网的控制器设计与分析[J];北京理工大学学报;1996年03期
3 王环球,高金钟,许凤璋;基于Petri网的系统可靠性分析[J];北京轻工业学院学报;1998年02期
4 赵海,王光兴;Fieldbus网络中轮询协议的性能研究[J];东北大学学报;1994年06期
5 李赣湘,张端金;模糊 Petri 网与 C~3I 信息融合[J];弹道学报;1997年04期
6 杨秀珍,鞠传文,蔡芳,潘泉;有色Petri网在C~3I系统建模中的应用[J];电光与控制;1998年04期
7 潘成胜;Petri网在C~3I决策系统建模中应用的若干问题[J];电脑开发与应用;1996年01期
8 熊远生,俞立,徐建明;网络控制系统的滑模变结构预估控制器的设计[J];电气传动自动化;2003年04期
9 黄勇,胡健生,李晴帆;基于模糊Petri网模型的通信网络综合性能评价[J];电子工程师;2001年08期
10 赵海,孙宝文;现场总线网络控制系统中全局通信与控制规划[J];电子技术应用;1996年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付贤政;胡良兵;;网络化控制系统的研究综述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 屈励,姚虹,郭文华;电力线载波通讯火灾报警网络系统的研究开发[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1998年04期
3 夏巍;严辉;丁刚;;CAN网络的实时性与可靠性的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
4 陈爱武;自行火炮电子系统优化设计探讨[J];兵器材料科学与工程;2002年04期
5 黄玉清,肖宇峰,陈春梅;基于网络控制的水泥转窑监控系统[J];兵工自动化;2004年05期
6 吴刚,庞彦斌;地震监测网络传感器系统的设计及其通信协议的实现[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年04期
7 王芳,侯朝桢;用蒙特卡罗和Petri网方法估计随机流网络的可靠性[J];北京理工大学学报;2004年07期
8 王帅宇;张宇河;;基于倍频采样和状态预测的LQ控制策略[J];北京理工大学学报;2006年01期
9 原菊梅,阮会芹,原保平;网络控制系统控制方法研究[J];北京工商大学学报(自然科学版);2005年05期
10 周悦,于海斌,王天然,苑明哲;Profibus和FF现场总线的性能分析与评价[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈青;桂卫华;阳春华;熊英;;网络控制系统采样速率和时延抖动稳定性分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 王旭;卢红星;叶阳东;贾利民;;基于混合Petri网的列车速度调整的分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 秦勇;仇宁海;蔡国强;贾利民;;轨道交通安全系统动态时空建模方法的研究[A];第一届全国安全科学理论研讨会论文集[C];2007年
4 王贞;郭西进;;网络控制系统具有时延补偿的离散滑模预估控制[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
5 刘健;;网络控制系统建模、控制器设计的研究现状[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
6 尹洋;夏立;宋立忠;;基于T-S模糊模型的网络控制系统自适应滑模控制[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
7 郭亚中;左洪福;;Petri网理论在民航飞机故障诊断中的应用[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
8 王艳;樊卫华;胡维礼;;时延网络控制系统的区域极点配置设计[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
9 张伟勇;黄德先;潘立登;;补偿网络传输时延的改进DMC算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
10 韩璞;李超;董泽;崔秀政;;工业过程网络化控制系统混合调度算法研究[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘心;基于Petri网的FMS建模及故障诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨志荣;基于多源信息融合的水电机组故障诊断与轴心轨迹识别技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 葛愿;基于隐马尔可夫模型的网络化控制系统建模与控制[D];中国科学技术大学;2011年
4 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年
5 邱丽;基于Markov跳变理论的网络控制系统研究[D];华南理工大学;2011年
6 李宏;自升式海洋石油钻井平台监控关键技术研究[D];东北石油大学;2011年
7 高守婉;具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究[D];中国海洋大学;2011年
8 杨浩;混合系统的容错控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 吉顺平;网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D];南京航空航天大学;2009年
10 刘艺;网络控制系统的脉冲建模与预测控制[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洋;可逆逻辑门与可逆逻辑电路的Petri网建模与分析[D];山东科技大学;2010年
2 周清;基于混合Petri网的列车运行系统中时间推理问题的研究[D];郑州大学;2010年
3 肖良清;基于时间Petri网的并行测试研究[D];长沙理工大学;2010年
4 杨光;基于以太网的离子加速器束流测量系统研究[D];兰州大学;2010年
5 吴凡;基于预测控制的网络控制系统研究[D];天津理工大学;2010年
6 刘一;基于小波分析的汽轮机故障诊断研究[D];河北工程大学;2010年
7 杜宝祯;嵌入式无线网络化测控系统的设计与实现[D];江西理工大学;2010年
8 王小山;基于模糊T-S模型的网络控制系统时延与丢包的建模与补偿问题研究[D];北京交通大学;2011年
9 张立红;劳保发放管理系统的机的设计与实现[D];电子科技大学;2010年
10 刘春华;基于实时传输协议的IP远程控制网关技术研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨其宇;张霞;;模糊Petri网故障诊断技术应用[J];兵工自动化;2006年04期
2 张博;窦丽华;陈杰;董领逊;;一种基于模糊Petri网的操瞄系统故障诊断方法[J];北京理工大学学报;2008年09期
3 沈晓燕;多层感知器在机械故障诊断中的应用[J];传感器技术;2002年12期
4 胡永峰;张凤鸣;王美;;一种面向故障诊断的模糊Petri网模型[J];弹箭与制导学报;2007年05期
5 林松;戴宗坤;;电子支付安全协议的Petri网模型及分析[J];大连理工大学学报;2005年S1期
6 李志淮;周晓玮;;网络通信中自定义协议的一种制定方法[J];大连理工大学学报;2005年S1期
7 王洁;高嵩;;基于TrueTime的网络控制系统性能分析[J];电脑开发与应用;2006年12期
8 朱光磊,和敬涵;Profibus中的循环服务[J];电气传动;2005年11期
9 彭瑜;;试论传统PLC、现代PLC和PAC的渊源和区别[J];电气时代;2006年09期
10 林闯,李雅娟,王忠民;性能评价形式化方法的现状和发展[J];电子学报;2002年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵志刚;基于Petri网理论的计算机网络性能分析和电子商务模型设计[D];浙江大学;2002年
2 罗鹏程;基于Petri网的系统安全性建模与分析技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
3 朱其新;网络控制系统的建模、分析与控制[D];南京航空航天大学;2003年
4 范兴刚;网络控制系统若干通信网络实时特性研究[D];浙江大学;2004年
5 巩长忠;基于T-S模糊模型的控制方法及稳定性分析[D];大连理工大学;2003年
6 彭可;控制网络系统性能分析、系统设计和网络互连的研究与应用[D];中南大学;2004年
7 樊卫华;网络控制系统的建模与控制[D];南京理工大学;2004年
8 谢林柏;网络化控制系统中若干问题的研究[D];华中科技大学;2004年
9 祖旭;基于Petri网理论的产品开发过程建模方法研究[D];大连理工大学;2005年
10 洪志国;基于随机Petri网模型的卫星网络性能分析研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘均;基于PROFIBUS的污水处理厂自动控制系统的研究[D];浙江工业大学;2002年
2 许小林;PROFIBUS-DP控制系统可靠性技术研究[D];浙江大学;2003年
3 张晓刚;基于PROFIBUS现场总线控制系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年
4 冯陟;SIP协议研究与应用[D];西北工业大学;2003年
5 杨珺;网络控制系统的稳定性分析[D];沈阳工业大学;2004年
6 张志芬;模糊控制稳定性分析[D];太原理工大学;2004年
7 张键;LOTOS技术在网络协议设计中的应用研究[D];兰州理工大学;2004年
8 柴亮;高速公路隧道监控的设计与实现[D];西南交通大学;2004年
9 杨宏凯;基于Petri网的故障诊断专家系统研究及应用[D];北京化工大学;2003年
10 杨顶方;网络控制系统的研究与平台建设[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 赵骞;初轧机厚度监测与显示系统设计[D];华中科技大学;2009年
2 杨鹏;基于CAN的油电混合动力电动汽车动力网络控制关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
3 周学文;网络控制在铜板自动包装线中的应用研究[D];兰州理工大学;2010年
4 田健;水泥回转窑温度智能监控系统研究[D];中南大学;2009年
5 李敏;基于PROFIBUS现场总线技术的产品设计与开发[D];济南大学;2010年
6 张锋;网络控制系统诱导延时分析及最大上界的确定[D];兰州大学;2012年
7 蒋海莉;嵌入式多网络协议转换器的研究与设计[D];武汉理工大学;2012年
8 汤忆;网络控制系统变采样周期调度算法研究[D];大连交通大学;2012年
9 马舒;基于CAN总线的汽车倒车雷达系统研究[D];吉林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王小捷,韩存武,文传源;一类混合动态系统的稳定性[J];北京航空航天大学学报;1997年06期
2 廉小亲,王信义,朱小燕;故障诊断系统中模糊推理算法的研究[J];北京理工大学学报;1996年01期
3 丁瑾,胡健栋;关于电子产品性能的模糊综合评判[J];电子学报;1995年02期
4 邱静,彭智华,温熙森,唐丙阳;柔性加工单元故障诊断的模糊Petri网模型[J];国防科技大学学报;1996年02期
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6 吴秋峰;对网络与控制学科交叉发展的一些认识[J];工业控制计算机;2001年09期
7 顾洪军,张佐,吴秋峰;控制系统的网络化发展[J];工业仪表与自动化装置;2000年01期
8 崔敏芳 ,潘成胜;N维信息理论在C~3系统决策模型中的应用[J];火力与指挥控制;1988年03期
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10 王雪,杨叔子;基于模糊Petri网络的分布式知识表示方法[J];华中理工大学学报;1996年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑英,方华京,谢林柏,曹新苗;具有随机时延的网络化控制系统基于等价空间的故障诊断[J];信息与控制;2003年02期
2 李璋,晏妮,李纪武;自动化控制理论中新信息及成果的介绍[J];湖北大学成人教育学院学报;2005年02期
3 白涛,吴智铭,杨根科;基于抖动的CAN型网络带宽优化调度[J];系统仿真学报;2005年05期
4 孙柏林;;网络化控制系统及其安全问题[J];办公自动化;2011年07期
5 孙柏林;;网络化控制系统及其安全问题[J];电气时代;2011年04期
6 于水情,李俊民;具有输出延迟的网络化控制系统稳定性分析[J];控制工程;2004年06期
7 郑英,胡修林,方华京,王辉;基于观测器的网络化控制系统故障诊断方法[J];系统工程与电子技术;2005年06期
8 方华京,章红,郑英,谢林柏,杨方;网络化控制系统的故障诊断与容错控制[J];控制工程;2005年S2期
9 付贤政;胡良兵;;网络化控制系统的研究综述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
10 方华京;方翌炜;杨方;;网络化控制系统的故障诊断[J];系统工程与电子技术;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵翔辉;郝飞;;一类非线性网络化控制系统的绝对稳定性[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 王天堃;周黎辉;韩璞;徐大平;;网络化控制系统传输迟延与数据丢包综合补偿[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 陈晨;陈杰;张娟;;网络化控制系统及其在火控系统中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李璋;潘永才;;一类网络化控制系统中鲁棒控制器的设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 马长林;姜红;;网络化控制系统的转换控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 武翠琴;李艾华;张振仁;;MIMO网络化控制系统的分析和建模[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孟令中;陆民燕;黄百乔;徐小杰;;网络控制系统的连锁失效影响分析[A];全国第22届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2011)暨全国第3届安全关键技术与应用(SCA·2011)学术会议论文摘要集[C];2011年
8 方华京;章红;郑英;谢林柏;杨方;;网络化控制系统的故障诊断与容错控制[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
9 武翠琴;张炜;张向东;;CAN总线网络化控制系统数据传输特性分析[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
10 李元;孙晶鑫;谢彦红;;网络时延观测器设计方法研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 瞿凌云;最高端配置 里程碑式起点[N];长江日报;2008年
2 姚耀;大连专项资助科技成果转化[N];中国化工报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡红革;网络化控制系统Petri网建模与分析[D];电子科技大学;2005年
2 袁智;离散网络化控制系统的建模与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 袁智;离散网络化控制系统的建模与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 常玲芳;时延网络化控制系统的控制与稳定性研究[D];燕山大学;2010年
5 白涛;网络化控制系统性能分析与调度优化[D];上海交通大学;2005年
6 詹习生;基于通信约束的网络化控制系统最优性能研究[D];华中科技大学;2012年
7 邬东晓;基于模型的网络化离散控制系统分析与综合[D];浙江大学;2010年
8 王宝凤;网络化控制系统中状态估计问题的研究[D];大连海事大学;2010年
9 李建国;一类Lipschitz非线性随机网络化控制系统稳定与控制[D];上海交通大学;2010年
10 葛愿;基于隐马尔可夫模型的网络化控制系统建模与控制[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁飞;网络化控制系统容错方法研究[D];合肥工业大学;2010年
2 车高峰;网络化控制系统中控制与调度的协同设计[D];浙江师范大学;2011年
3 刘志立;网络化控制系统的控制器设计与研究[D];北京化工大学;2012年
4 欧阳泽华;网络化控制系统中丢失信息的重构方法研究[D];中南大学;2011年
5 梁军;球杆网络化控制系统的延时分析与控制方法研究[D];中南大学;2011年
6 张超;网络化控制系统时滞补偿方法研究[D];合肥工业大学;2010年
7 李建华;两类网络化控制系统的研究[D];华东师范大学;2010年
8 刘世超;带有非确定丢包与时延的网络化控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 吴迪;具有网络通讯受限系统及丢包的非线性网络化控制系统稳定性分析[D];大连理工大学;2012年
10 林常青;基于MPC的网络化控制系统的容错控制方法研究[D];天津大学;2007年
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