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基于简化技术的离散事件系统控制器的综合

王寿光  
【摘要】:本论文主要讨论离散事件系统监控理论,具体地说就是:给定一个受控离散事件对象以及人们所期望的动态行为(即控制规范),设计出一个控制器,使得在控制器作用下对象的闭环行为满足控制规范要求。由于与自动机/形式语言相比,Petri网在系统状态表示方面所具有的图形化和分布式等优点及其在计算效率方面所拥有的优势,我们采用Petri网作为数学工具研究离散事件动态系统监控问题。 首先,本文基于Petri网的简化技术中的融合技术研究基于Petri网离散事件系统库所标识不等式约束反馈控制器综合问题。根据融合技术在控制器综合过程应用的先后顺序不同,提出两种控制器综合方法。一种是先把所有约束库所融合为一个与它们标识总量相等的等价库所然后设计控制库所的先融合技术。另一种是后融合技术,它首先用库所不变量技术计算各个约束库所的控制器库所,然后把各个约束库所对应控制器库所融合为一个与它们标识总量相等的控制器库所。这两方法简单、有效,都适合于大规模系统中应用。尤其是对规模大的系统,它的优势更加明显。接着,从简化关联矩阵入手,提出一种基于局部关联矩阵控制器综合方法。与基于关联矩阵的方法相比,显然该方法更简单、更有效。然后,研究关于标识向量和Parikh向量不等式约束的控制器的实现问题,提出了基于Petri网中的库所是关于Parikh向量不等式约束这个概念的控制器设计方法,该方法尤其简单,直观,与其它方法相比有无可比拟的优势。最后,本文基于网络展开法研究有界Petri网的活性。网络展开法是处理状态爆炸问题的一种简化技术。基于网络展开法本文首先给出一个有界Petri是活的充分必要条件、然后给出了一个有界Petri网存在保证该Petri网是活的控制器充分必要条件,最后给出实现保证有界Petri网是活的最大允许控制器算法。 本论文给出的所有结论都有充分的理论证明,所有算法都有详尽的语言描述。在本论文中还给出了多个例子,用于验证理论和算法的正确性和有效性。


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