[发明专利]具有吸收式策略和分布式策略特征的Petri网稳健性控制方法

说明书

本发明属于自动制造系统技术领域，涉及具有吸收式策略和分布式策略特征的Petri网稳健性控制方法,其特征是：至少包括以下步骤：1)对不使用不可靠资源的进程进行稳健算法；2)对于使用不可靠资源的进程进行加强算法。通过以上算法的运行，将产生一组变迁集合，发射集合中任何一个变迁都能保证不使用不可靠资源的进程无死锁和稳健的向前运行，同时也保证了使用不可靠资源的进程在资源修复完成后无死锁的运行。

技术领域

本发明属于自动制造系统技术领域，涉及具有吸收式策略和分布式策略特征的Petri网稳健性控制方法。

背景技术

一个自动制造系统由不同的进程和不同种类的资源组成。由于有限数量共享资源的存在，就会导致循环等待。所谓的循环等待即是，一个进程中工件加工所需要的资源正好被另一个进程中的工件占有，与此同时，另一进程中工件向前加工正好需要上述进行中工件所占用的资源，最终导致了两个进程谁也无法完成彼此的加工。这种现象本发明称之为死锁。死锁的发生会导致整个系统没有成品输出。因此，本发明需要对自动制造系统进行监督控制，来保证系统避免死锁问题。

在过去的几十年中，研究者对死锁问题进行了大量研究。大部分的解决方法都是基于资源不会发生故障。然而在现实的自动制造系统中，诸如传感器、信号以及制动器等资源出现故障是不可避免的问题。例如，传感器故障、信号模糊以及破坏的制动器。根据它是否容易发生故障，本发明可以把资源分为可靠资源与不可靠资源。当系统中出现不可靠资源时，会导致系统阻塞问题的发生，即不使用不可靠资源的进程由于可靠资源的不足导致其停滞。而可靠资源的不足是由于未来要使用不可靠资源的工件占用而导致的。针对这一现象，原来解决死锁问题的方法将不再适用。所以针对上述问题，需要进一步进行研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种基于Petri网的结合了吸收式策略和分布式策略特征的稳健性控制方法。该方法适用于具有灵活路径和单个加工阶段可以使用多种类的单个数量的资源的系统。本发明将资源分为了可靠和不可靠两种。系统中只允许一个不可靠资源。针对存在不可靠资源的自动制造系统，本发明的监督控制策略希望通过其的控制，保证不使用不可靠资源的进程和目前及未来都不使用不可靠资源的工件可以顺利的加工。当资源发生故障前和资源故障修复后，系统都可以无阻塞的运行。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，具有吸收式策略和分布式策略特征的Petri网稳健性控制方法，其特征是：至少包括以下步骤：

1)对不使用不可靠资源的进程进行稳健算法；

1.1)初始化；

1.2)采集当前状态下不使用不可靠资源进程中每个库所的特肯数以及资源库所的特肯数，其中活动库所的特肯数表示的是当前库所中的工件数，资源库所的特肯数表示的是可使用的资源的数量；

1.3)令稳健变迁集合为空集，即

1.4)选择进程中的一个使能变迁t_i，如果在当前的状态下，当前的资源足够支撑变迁t_i对应的库所中特肯前进到其对应的第一类或第三类关键区域，则T_RN:＝T_RN∪{t_i}；否则进行步骤1.4)。

2)对于使用不可靠资源的进程进行加强算法；

2.1)初始化；

2.2)采集当前状态下使用不可靠资源进程中每个库所的特肯数以及资源库所中的特肯数；

2.3)令加强变迁集合为空集，即

2.4)选择当前进程中的一个使能变迁t_i，t_i对应的库所为p_i。