《自動製造系統死鎖控制性能分析與最佳化》是依託西安電子科技大學，由李志武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自動製造系統死鎖控制性能分析與最佳化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李志武
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於Petri網理論的自動製造系統死鎖分析與控制是國際自動化領域的前沿問題。針對不同的物理系統，人們大量研究了死鎖的檢測與校正，死鎖避免和死鎖預防問題。在邏輯層次上，計算複雜性，行為許可性和結構複雜性是活性Petri網控制器設計的主要指標。在時間層次上，受控物理系統的生產率和關鍵設備的利用率是系統的重要控制參數。本項目的研究內容主要有（1）結合數據決策圖和區域理論的自動製造系統的最佳化活性Petri網控制器的設計研究，求得行為最大許可，控制器結構極小，計算高效的活性控制器；（2）時間Petri網的基本信標理論研究以及時間Petri網的死鎖控制問題；（3）擬從系統生產率、關鍵設備利用率等生產指標比較不同死鎖控制策略下自動製造系統活性控制器的性能差異；不同類型製造系統（例如零件傳輸時間和加工時間存在明顯差異，加工系統和裝配系統等）死鎖控制策略的適用性問題；（4）結合具體系統，進行實驗研究。
結題摘要
Petri網是自動製造系統建模、分析和控制的一種重要數學工具。基於Petri網理論的自動製造系統死鎖分析與控制是國際自動化領域的前沿問題。針對不同的Petri網建模的物理系統，研究者提出了多種死鎖控制方法。在邏輯層次上，計算複雜性、行為許可性和結構複雜性是活性Petri網控制器設計的主要指標。本項目基於區域理論和Petri網結構分析技術，開展了最佳化Petri網控制器綜合方法的研究。同時，在時間層次上，綜合考慮系統生產率及關鍵設備的利用率，研究了時間Petri網的基本信標理論和死鎖控制問題。經過三年的研究，課題組在幾個方面取得了較好的成果，出版專著2部，發表及錄用SCI國際期刊論文40篇，國際會議論文10篇。主要成果包括：(1)基於SDD/DDD理論的Petri網模型分離狀態計算、首遇壞標識求解及控制器求解。(2)利用SDD/DDD理論建立系統狀態空間分析的緊湊模型，首次提出了標識間向量覆蓋的概念，大大降低了所需要求解線性規劃問題的次數和約束個數。(3)提出了Elegant活性Petri網控制器設計的概念，即行為最大許可、結構極小、計算高效的控制器，展開基於區域理論的最佳死鎖控制策略研究。較早提出了合法可達標識空間非凸情況下，通過施加‘或’約束實現最大許可行為的方法。為了克服純網建模的局限性，通過構建Petri網自環數學模型，為設計純網控制器不能獲得最大許可行為的Petri網，設計行為最大許可、結構簡單、擁有自環的控制器。(4)研究帶參數的活性Petri網控制器的設計方法。基於區域理論，研究較小初始標識下最佳化的Petri網控制器活性和控制器初始標識的關係表達式，從而導出任意初始標識下控制器的初始標識，進而得到最佳化或次最佳化的活性Petri網控制器。(5)進一步研究基於信標的死鎖控制策略，拓展Petri網信標可控性條件，並建立了存在不可控及不可觀變遷因素下的死鎖控制策略。同時，考慮系統中的不可靠資源，研究魯棒性活性控制器設計方法。(6)進行現有文獻中的死鎖控制策略的分析與綜述，研究了自動製造系統特性與死鎖控制匹配性問題。(7)提出了多種死鎖控制策略和控制器最佳化方法。總體來說，本項目的研究是成功的，成果是豐富的，將Petri網技術在自動製造系統的死鎖控制方面從理論和實際上均推向前進。
