基于Petri网可达性和结构的最大许可控制器设计

摘要：自动化制造系统属于资源分配系统,在运行过程中容易陷入死锁状态.为自动化制造系统设计控制器,达到避免死锁之目的.另外,良好的受控系统应具有最大许可行为.为了便于实现,控制器通常由线性约束综合表达.在现有的工作中,基于可达性分析,将处理对象缩减为一个小集合,仅包含少数可达非法标识.然后,对每标识构造一个混合整数线性规划问题并求解.由于求解整数规划固有NP-hard特征,该策略计算开销巨大.本文研究死锁的预防控制器设计.在可达图分析的基础上,结合标识的结构特点,对非法标记识别分类,建立代数条件,构造线性约束,确保其行为最大许可性.进而,设计多项式算法,使得计算复杂度显著降低.对特定的Petri网,采用结构分析,获得最大许可的受控系统.另外,对于那些结构分析中未能处理的标识,提出了线性规划解决方案.结果表明,对于所考虑的Petri网子类,避免了求解混合整数线性规划问题,本方案在计算复杂性方面具有明显的优势.最后通过两个实例验证了该方法的有效性.