混合设备:一种新型的混合Petri网建模及其分析方法

  • 2021-07-12 12:11:14
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报王学版种新型的混合,6网建模及其分析方法戴华平,孙优贤浙江大学控制系,浙江杭州027出其线性代数方程组,在代数框架下研究混合系统的可达性实践证明了该方法的可行性混合动态系统的特点是系统同时具有实时事件变量和连续动态变量1791.国内外众多学者提出了系列建模方法混合自动机方法[13],混合系统界面模型89],混合口扣。俩23,等等传统Pe化i网广泛地应用于离散事件系统的建模和分析混合化tri网在传统Petri网中引入连续位置和连续变迁,能够模拟些混合动态系统,是个活跃的研究领域但是,随混合耗网模拟能力的提高,其可解性降低,计算复杂度提高。因此,我们选择了种合适的子网事有连续位置和连续变迁;2弧的权值和位置的标志值不限制为13腐散变迂的服务者可为任意个。显然,11了£0的模拟能力得到了提高,可用来分析些混合生产系统重要的是:能够推出HTEG的线性代数方程组,用代数方法研究系统的可达性。

1刖£0的定义记左,=有理数集巧1防,0知赖有理数集,知赖整数集定义1肌£6是个八元组,肌£=〈,了,兴了6化口机,弘巧中户是位置集,了是变迂集,必。是初始标志,7说口是与离散变迁有关的时间延迟,是与连续变迁有关的恒定速度,是的重数,讯为离散变迁的服务者个数,货是二元关系,巧=化兴,化,=巧7加,=於户户=户DU户:,扣是离散位置,户:是连续位置;=打U:,肝是离散变迁是连续变迁;饥了=0,仇户:=0,打孔=0二化叫从记施为位置的标志,下面讨论变迁的使能条件,分两种情化肌£0要求,6巧77对于个位打,记么始3八:口1为变迁长引发的位置口中的标志变化变迁戌激发结果分如下四种情形:变迁,的实际运行速度。

11了£6也可用个有向图表示规定:离散位置用表示,连续位置用表示,离散变迁用表示连续变迁用口表示,巧用表示。2刖£0的离散化为了进步研究1£我们需要对连续位置和连续变迁离散化。在离散口6山网般化网中,离散的含义指位置中的标志是离散的,导致变迁激发也是离散的。所抖,对1£6离散化,首先考虑连续位置的离散化,由此计算连续变迁的离散化。

连续位置的离散化需要考虑两个方面内容:巧离散误差包括标志误差和时延误差控化。中连续位置的初始标志和离散变迁使能所需标志的单位的统。如果化,:r.=H,则只要考虑①即可否则,着重考虑。般设/.,即户:,孔中的节点总有路径到达打中的节点。

首先定义有理数的*大公约数:结果为/,的知护:,巧/6,始。州/6,做1柏。护:/6,则对/离散化的结果为:取/,口:=1简单起见,扣《口/,护:文献[4]研究了事件图的极大代数模型,文献[5,6]研究了4代数理论,本节研巧离散化11了£6的4代数模型。同样,我们用时间序列描述位置和变迁的动态特性,时间序列的定义如o,si,为个时间序列。的全体记为5.

为了能够用线性代数方程组描述离散化HTEG,定义如下函数:1_〉每个抽取*后个4加函数,[叫。〈占二〈5心1句抽样函数,[心].〈占=〈_由定义45容易证明引理12引理1〈是个么半群,〈又是么元府记为巧引理2如图1对于个位置口口=小的《口0二苗,料。,口=戍个新序列则有记及其复合函数。

可从定义5诱导出个代数系统化〉如下定义引理4〈巧,〉是个半环,且〈巧满足幕等律;即〈巧,是防。4代数。

从定义6和引理14可知:引理5〈为化,〉的右斗模。不混淆时湛略锾。算符及元为,VAGNH的逆元为[r],V沁Q[r]可与气z交换。

36可得:定理l离散化HTEG的运行特性完全可W用线性代数方程组来表示。

式1代入式2得如果巧,=审,就不能化简。考虑所有的。,列出所有的等式,设有如个无输入变迁的位置,二5可知,定理2式4的解为=1 4离散化11了£0的可达性分析设离散化肌£0的代数解的形式为,义二,义记录的是变迁的激发时刻或位置中标志的到达时刻,记录了离散化HTEG演变过程的全部信息。如果希望某些变迁在规定时刻激发思然这种规定时刻是有条件的。

对中的要求变迁弈叫可控变迁定义个可控对角阵7,对应于可控变迁的对角元素为其他的都为中的要求激发时刻为3;,则由定理2得:显然有:定理3可控变迁在规定时刻激发的条件为二化,化《=/取即中的可控变迁激发序列等于方程=/的不动点中的可控变迁的激发序列。

实例某琉璃生产线,其中脊生产的工艺流程如图3简单所示:8.对、护离散化后如图4所示,刻从0开始3的服务者足够多2为可控变迁。变迁和位置的物理意义表示如下;=7,由定理3得,2能够在要求时刻激发。

6结论目前,用于泥合化网的分析方法主要是仿真研究,对其他控制问题可达性可控性等缺乏研究手段。我们采用了种新的研巧方法:首先用DA算法离散化HTEG,然后推出离散化11了£0的线性代数方程组,弦样,我们就可在离散事件动态系统的代数框架理论下研究控制问题。由此可见,代数方法和混合化网的联合使用是种研巧混合动态系统的理想方法赫知口展你敞咄厉模酌整1:化靖篦甚化吐黄建文译。佩特利网和辑控制器图形表示工具:[北京:机械工业出版杜96陈文德,齐向东。离散事件动态系统极大代数方法。北京:科学出版社,巧94.

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