基于時間調(diào)度的柔性制造系統(tǒng)控制器設計.pdf

1、死鎖是柔性制造系統(tǒng)中一個不容忽視的問題，本文致力于Petri網(wǎng)框架下死鎖控制策略的研究。在現(xiàn)有的死鎖控制方法中，無論是基于結(jié)構(gòu)還是基于可達圖，都需要在原型Petri網(wǎng)的基礎之上添加一定量的控制庫所。由于一個Petri網(wǎng)的規(guī)模與其節(jié)點數(shù)及初始標識呈指數(shù)關(guān)系，這使得受控網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復雜度和計算復雜度都急劇增大。針對這一問題，本文利用區(qū)域理論中的事件分離事例思想，限制模型的狀態(tài)從網(wǎng)系統(tǒng)中的有效行為ML進入禁止行為MF中，通過引入時間調(diào)度的概念

2、給變遷添加時間約束，實現(xiàn)加工進程的合理調(diào)度，從而有效地剔除了系統(tǒng)中的非法標識。由于在系統(tǒng)的設計和規(guī)劃階段就已經(jīng)剔除了所有可能的死鎖狀態(tài)，有效地避免了死鎖造成的系統(tǒng)停滯。
　　可達性分析是一種被廣泛應用于Petri網(wǎng)模型分析的方法，而死鎖控制在可達性分析中屬于一類禁止狀態(tài)問題。在本文中，通過對Petri網(wǎng)系統(tǒng)計算生成完整的可達圖，借助于區(qū)域理論將全部的可達狀態(tài)分為死鎖標識(deadlock)、壞標識(badmarking)、危險標識

3、(dangerous marking)、好標識(good marking)四類。其中，危險標識和好標識構(gòu)成一個網(wǎng)系統(tǒng)的最大許可行為。為了剔除網(wǎng)系統(tǒng)中的禁止行為MF來獲取活性Petri網(wǎng)控制器，需要遍歷出系統(tǒng)中全部的狀態(tài)變遷分離事例，不同于區(qū)域理論中利用添加控制庫所來限制導致死鎖的變遷發(fā)射，文中通過給同時使能的變遷添加時間約束實現(xiàn)變遷發(fā)射的強可調(diào)度性，進而避免了系統(tǒng)中的局部孤立自環(huán)LIL(local isolated loop)、死鎖標識

4、以及必然會導致死鎖的壞標識的出現(xiàn)，實現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)死鎖預防的目的。
　　本文通過對一定量的Petri網(wǎng)模型進行活性分析，發(fā)現(xiàn)了可達圖中存在一種局部孤立自環(huán)現(xiàn)象并給出了相關(guān)定義。從Petri網(wǎng)動態(tài)活性的角度分析，局部孤立自環(huán)中所有的狀態(tài)都是動態(tài)流動的，不存在死鎖現(xiàn)象，但是局部孤立自環(huán)的存在和系統(tǒng)中死鎖狀態(tài)一樣會導致系統(tǒng)的停頓故障。文章的最后給出了該控制策略的算法描述，通過兩個柔性制造系統(tǒng)的應用實例來說明控制器的設計過程，并探討了該