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《西安电子科技大学》 2018年
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Petri网结构特性分析工具的设计与实现

张慧  
【摘要】:Petri网作为一种建模工具,是对离散事件系统进行建模和分析的主要工具之一。典型的离散事件系统如柔性制造系统、半导体生产线等。在柔性制造系统中,由于资源分配的不合理会导致死锁的发生。死锁又会导致生产率下降。死锁避免是死锁控制方法中的一个重要研究方向。信标是Petri网的一个重要结构特性。在理论上,信标的数目与Petri网的规模呈指数关系。通过控制可被清空的极小信标从而达到死锁控制的目的。这就需要枚举出所有的极小信标。由于系统的复杂性,Petri网模型也越来越复杂。手工计算已经远远不能满足要求,所以Petri网软件分析工具就应运而生。本文针对国内外Petri网建模分析软件的研究现状以及结合课题组需要和团队多年来成型的算法,开发一款具有自己特色的Petri网工具。该工具在Eclipse开发环境下利用面向对象的分析和设计方法采用Java编程语言实现了软件分析工具各个模块的功能。采用面向对象的方法,将面向对象的技术和Petri网结合起来,充分利用面向对象技术建模方法上的优势和Petri网的强大数学分析能力,可以得到一种对离散事件系统建模、分析的有效方法。首先,本文论述了Petri网的基本理论知识和面向对象技术,主要包括Petri网的定义、Petri网的子类、信标理论和面向对象技术。然后,本文阐述了该Petri网软件分析工具所能实现的总体功能分析模块和Petri网基本框架类的设计及其数据结构。根据面向对象的思想和Petri网的特点把Petri网中各个元素及Petri网的子类抽象为相对应的类,也就是一种Petri网模型对应一个类,Petri网中的库所、变迁、有向弧和标识也都分别抽象为相对应的类。Petri网中的基本类采用泛型的设计方法,泛型的设计提高了程序的安全性。利用Java编程语言采用面向对象技术实现各个分析模块的功能。最后,完成了对Petri网子类S~3PR(system of simple sequential process with resources)网,LS~3PR(linear system of simple sequential process with resources)网和普通Petri网等的结构特性分析:基于S~3PR网的结构特性分析,通过删点法求出补集和严格极小信标进而确定S~3PR网的基本信标的数目及一组基本信标和所有的严格极小信标;基于LS~3PR网结构特性分析是通过删点法计算出所有的严格极小信标和一组基本信标;基于普通Petri网结构特性分析,枚举出网中的所有极小信标。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP301.1

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