[发明专利]一种基于Petri网的自动制造系统的稳健性控制方法

摘要

本发明涉及一种基于Petri网的自动制造系统的稳健性控制方法。它通过首先，检测一个可达状态M下所有使能的变迁，然后在所有的使能变迁中检测出保证系统无死锁的变迁集合，再在所有的无死锁变迁中检测出保证系统稳健的变迁，最后在所有稳健的变迁中检测出最大并发性允许变迁。在最大并发性允许变迁集合中选择一个变迁发射。每发射一个变迁，就会得到一个新的状态，在新状态下，继续执行上述的步骤。如此反复，最终得到保证系统稳健无死锁运行的变迁序列，按照该序列发射，不仅保证系统无死锁，而且能保证系统无阻塞。本发明应用Petri网作为数学工具，对自动制造系统进行建模，从而实现系统能持续流畅的加工。

主权项

1.一种基于Petri网的自动制造系统的稳健性控制方法，包括中心控制器和局部控制器，中心控制器与局部控制器电连接，其特征是：中心控制器至少包括以下步骤：1)进行死锁避免算法：1.1)初始化，使其中，T_EN是使能变迁集合，T_DF是使自动制造系统无死锁运行的变迁集合；1.2)采集一个可达状态M，包括每个库所所含的托肯数；1.3)根据变迁使能规则，在当前状态M下，求出所有的使能变迁集合，即若ti是使能的，则TEN：＝TEN∪{ti}，其中ti是状态M下的任意一个变迁；1.4)选择T_EN中的任意一个变迁并判断该变迁是否处于装配操作的标志图模块中；1.5)当变迁位于装配操作的标志图模块中，模块发射元素1.6)当变迁不位于装配操作的标志图模块中，发射变迁若当前的资源足以支持相对应的托肯到达最近的全局无死锁关键库所，那么i＝i+1，进行步骤1.4，否则，i＝i+1，进行步骤1.4；1.7)在状态M下，当TEN中所有的变迁都检测完毕，得到使系统无死锁运行的变迁集合TDF；2)进行稳健加强算法：2.1)初始化，使其中，T_RB是使自动制造系统无阻塞运行的变迁集合；2.2)采集当前的状态M，包括每个库所所含的托肯数；2.3)选择T_DF中的任意一个变迁并判断对应的托肯是否使用不可靠资源；2.4)当相对应的托肯不使用不可靠资源时，判断其在将来的加工路径中是否需要不可靠资源；2.5)当变迁在将来的加工路径中不需要不可靠资源，则2.6)当变迁在将来的加工路径中需要不可靠资源，判断变迁是否位于装配操作的标志图模块中；2.7)当变迁位于装配操作的标志图模块中，模块发射元素2.8)当变迁不位于装配操作的标志图模块中，发射变迁若当前的资源足以支持相关的托肯到达最近的全局稳健关键库所，并且当相关的托肯进入到该关键库所时，剩余的资源足以支持其他未必需要不可靠资源的进程顺利地加工，那么i＝i+1.进行步骤2.3)，否则，i＝i+1，进行步骤2.3)；2.9)选择T_DF中的任意一个变迁并且对应的托肯需要使用不可靠资源；2.10)若该不可靠资源没有故障，则步骤类同于对应的托肯不使用不可靠资源；2.11)若该不可靠资源处于故障状态，则i＝i+1，进行步骤2.3)；2.12)在状态M下，当TDF中所有的变迁都检测完毕，得到使系统稳健运行的变迁集合TRB；3)进行并发性改进算法：3.1)初始化，使其中，T_MC是使自动制造系统并发性改善的变迁集合；3.2)给变迁集合TRB中的每一个变迁对应的托肯添加标签xi；3.3)用表示第x_i个托肯前进的步数；3.4)求目标函数找出最落后的托肯，则其对应的变迁就属于并发性改善变迁集合，即3.5)选择并发性改善变迁集合TMC中的任意一个变迁发射；然后返回到步骤1.2)。