《離散事件系統的監督與重構》是依託西安電子科技大學，由朱旺擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：離散事件系統的監督與重構
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱旺
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著信息技術的發展與大規模自動化系統的誕生，自動控制系統在工業生產中的地位逐步提升。自動控制系統的監督控制器設計、故障診斷、狀態重構及資源最佳化等問題引起了學術界與工業界的共同關注。本項目以離散事件系統Petri 網模型為基礎，主要開展以下內容的研究：(1)利用部分可觀Petri 網模型，尋求求解離散事件系統觀測器和診斷器設計的高效算法。擴展庫所標識的觀測函式，將可觀測性及可診斷性問題推廣至感測器分配問題；(2)克服傳統監督控制理論中控制器設計需遍歷所有可達狀態的缺陷，利用基於線性代數的方法有效地求解控制器。對分散式控制系統實現基於一致協商通信的分散式監督控制，並提出分散式控制策略的一般化方案；(3) 基於Token 約束和變遷發射速率約束下的Petri 網的最優資源分配策略問題，以循環時間事件圖為出發點，探索資源分配最佳化的精確算法；(4)開發實現相關算法的工具包。
結題摘要
本項目以Petri 網模型為基礎，針對該模型的監督控制器設計、故障診斷、狀態重構及資源最佳化等學術界與工業界共同關注的重點問題開展研究，在幾個方面取得了較好的結果，發表SCI期刊論文15篇，高水平EI會議論文14篇。主要成果包括：1a.低複雜度的或‐與結構的GMEC控制器設計，所提出的算法與問題規模僅呈現平方關係；1b.提出一種階梯GMEC的非線性標識約束，並提出兩個算法將階梯GMEC轉換為庫所變遷組成的控制結構；2. 提出一種Petri網可達圖的壓縮表示形式，使得很多問題都僅需遍歷可達空間的子集即可進行求解，在監督控制、狀態估計、隱蔽性判定等領域具有廣泛適用性；3. Petri網的分散式控制策略，通過解決一個整數線性規劃問題從而在系統的多個子控制器中選擇一個合適的協調器。4. Petri網模型觀測結構的拓展，定義了兩類更為廣義的Petri網模型：帶輸出Petri網和動態標記Petri網，並對其性質進行了研究。5a. 在離散事件系統隱蔽性問題中取得了一系列關於Petri網的各類隱蔽性的判定性的結果；5b. 基於Petri網基本可達圖，提出驗證系統狀態隱蔽性的方法無需遍歷系統狀態空間的算法；5c. 對於不具備隱蔽性的系統，提出了增強其隱蔽性的控制器的設計算法；6a. 帶權標識圖的資源最優分配策略，提出了基於整數線性規劃的方法和一種啟發式算法來解決該最佳化問題，收斂速度和疊代步數均得到提高；6b. 基於無窮伺服器機理的時間加權標識圖的循環時間最佳化問題，將時間加權標識圖轉化為多個時間標識圖，並提出基於整數線性規劃的最優解。7. Petri網的死鎖預防策略，提出了基於嚴格極小信標的判斷有限容量系統活性的方法和無死鎖初始標識算法。
