针对Petri网离散事件监控理论的"复杂网结构"和"状态空间爆炸"难题,本项目拟(1)提出基于网结构分解的约束等价分解方法,分解对象网为多个简单网,等价分解转换原始约束到各新网上,实现复杂问题分散控制;(2)提出基于网结构压缩的约束等价简化方法,压缩网内部分区域为单个结点,等价转换原始约束到新网上;(3)针对两类尚未解决的重要控制问题- - 不可观、不可控子网为前向无同步网或后向无同步网的线性约束,获得控制器存在条件和高效率最优控制器设计方法。根据"先简化后设计"思想组织上述方法,发展基于约束等价分解简化的Petri网控制方法。本项目旨在对Petri网控制的复杂性难题有所突破,为复杂离散事件系统的控制器设计提供理论支持。
discrete event systems;Petri nets;supervisory control;linear constraints;
针对存在不可控事件的Petri网监控问题,项目组完成了包括IEEE T AC长文在内的13篇论文和1篇国家发明专利,实现了各项研究目标,具体成果内容简述如下(1) 给出了基于网结构分解的Petri网监控方法,将全局控制控问题等价分解为多个局部控制问题,该分散控制的方法有效地降低了控制问题的计算复杂性;(2) 给出了基于网结构压缩的Petri网监控方法,提出了一系列网结构压缩规则,将对象网做了有效地压缩,从而指数地压缩了受控系统的状态空间,有效地降低了控制问题的计算复杂性;(3) 基于网结构分析,提出了变迁权值归零的约束转换方法,将原始权值非负的线性约束等价转换为一组允许约束,从而得到了最优高效的监控器设计方法,该方法能够给出前向无同步网和后向无同步完的最优高校监控器;(4) 提出了一系列简化线性约束表达式的方法,该方法能够有效地消除冗余约束,并且将多个约束合并为单个约束,能够很好的简化Petri网监控器的网结构,提高其在线计算效率;(5) 给出了普通Petri网与可编程逻辑控制器(PLC)的梯形图程序之间的转换方法,并申请了相关国家发明专利,为Petri网监控理论与工程应用之间搭建了桥梁。