基于Petri網(wǎng)的自動(dòng)制造系統(tǒng)穩(wěn)健監(jiān)督控制器研究.pdf

1、一個(gè)自動(dòng)制造系統(tǒng)通常由計(jì)算機(jī)控制，利用有限的資源如機(jī)器人、自動(dòng)小車（AGV）、緩沖器、機(jī)床等按照預(yù)先設(shè)定的工藝路線并行地生產(chǎn)加工不同類型的工件。這些并行加工進(jìn)程對(duì)有限資源的競爭造成的循環(huán)等待往往會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖，其帶來的額外損失甚至是災(zāi)難性的。因此，死鎖研究在自動(dòng)化領(lǐng)域一直都是一個(gè)研究熱點(diǎn)。在過去的幾十年里，很多的學(xué)者對(duì)死鎖課題展開了深入研究。為了簡便起見，大多數(shù)研究都預(yù)先假設(shè)系統(tǒng)資源是不會(huì)損壞的，然而事實(shí)恰恰相反。在一個(gè)自動(dòng)制造系統(tǒng)中，

2、資源故障隨處可見，任意一個(gè)細(xì)微的錯(cuò)誤都有可能導(dǎo)致資源出現(xiàn)故障，單個(gè)資源的損壞甚至可能讓整個(gè)系統(tǒng)陷入崩潰狀態(tài)，從而造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。
　　本論文考慮到系統(tǒng)資源可能出現(xiàn)損壞的事實(shí)，提出了一個(gè)分布式控制方法，以實(shí)現(xiàn)在避免死鎖的條件下自動(dòng)制造系統(tǒng)穩(wěn)健性提升以及系統(tǒng)性能改善的目標(biāo)。系統(tǒng)資源根據(jù)其是否容易出現(xiàn)故障被分為不可靠資源和可靠資源。在Petri網(wǎng)的框架下，我們提出了一個(gè)動(dòng)態(tài)的分布式搜索算法，不同于傳統(tǒng)的計(jì)算所有可達(dá)狀態(tài)的方法，該

3、方法僅僅通過在線核查系統(tǒng)資源用量即可實(shí)現(xiàn)死鎖避免，從而規(guī)避了狀態(tài)爆炸的問題?；谠撍梨i避免算法，本文提出了一個(gè)保障系統(tǒng)穩(wěn)健性的控制算法，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)資源故障時(shí)，不需要用到該不可靠資源的進(jìn)程可以繼續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)行而不會(huì)被阻塞，從而大大提高自動(dòng)制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效益。為了改善系統(tǒng)性能，我們?cè)O(shè)計(jì)讓托肯與托肯之間前進(jìn)步數(shù)之差為最小，從而提高各進(jìn)程之間的并發(fā)性。本文主要提出了這三個(gè)算法，分別解決了死鎖、穩(wěn)健性以及并發(fā)性問題。每次執(zhí)行這些算法后，我們可以