结构活网极小标识的一个求解算法

活性(Liveness)是Petri网的基本性质.从网的关联矩阵以及所定义变迁发生序列的结构,求解结构活网的极小标识,得到了一个多项式时间算法.     

基于带抑制弧时间Petri网的CNC软件模型

提出了一个扩展的时间Petri网———带抑制弧时间Petri网.该网中以抑制弧结合时延变迁来描述实时系统中的中断功能;运用所提出的带抑制弧时间Petri网建立了前后台结构模式的CNC(computernumericalcontrol)软件模型;应用所建立的模型,采用等误差直线逼近法加工一段曲率半径较小的曲线轮廓,对CNC软件中各个任务的时序逻辑进行了分析,并给出了时序分析结果.结果表明,无须对软件进行实际的运行测试,只需要知道CNC软件的时间参数和结构以及控制要求,就可以运用所建立的模型,正确地对该类CNC软件进行时序逻辑分析,评估CNC软件的控制性能.所提出的模型为在CNC软件总体设计阶段就能对其进行时序逻辑分析,为评估CNC软件的控制性能提供了方法和工具.     

柔性制造系统Petri网模型的化简

在一类S3PR网柔性制造系统Petri网模型N中,位置特殊资源不可能出现在网的严格极小信标和基本信标之中.因此,对于包含此类资源的网系统,为了缩小网规模,需要对其化简.化简算法对网模型进行处理,将位置特殊资源及相关操作库所、变迁和弧删去.同原网系统相比,最终得到的网系统具有较少的库所、变迁和较简单的网结构.     

基于不变量综合离散事件系统Petri网控制器

基于Petri网模型,研究在具有不可控变迁的离散事件动态系统中实现一组不等式约束控制规范的Petri网控制器的存在性及其综合问题.利用系统的关联矩阵,把Petri网控制器的参数阵与受控系统的一个P-不变量用线性方程组联系起来.提出了Petri网控制器存在的代数判据.通过以此方程组为约束条件的一个整数线性规划问题的解,给出了Petri网控制器的结构参数（弧权值）和控制位置的初始标记数.给出的控制器的结构具有极小性.在结构一定的条件下,它是极大允许的.     

极大网络寿命的认知无线电网络自组网算法

根据认知无线电网络的特点,提出一种将鱼群算法与图论中极小独立支配集相结合的最大化网络寿命的认知无线电网络自组网算法.该算法分为鱼群大小确定阶段和簇头选举阶段,前者以极小的能量完成节点配置和确定受影响的认知用户范围,后者确保以极小的能量进行通信,极大化网络寿命和簇头选举的公平性.仿真结果表明,该算法的整体消息复杂度为O(n),最坏时间复杂度为O(lg(D+n)),性能优于极大权极小独立支配集MWM IDS算法,可应用于认知无线电网络协议的设计中,以延长网络寿命.     

基于Petri网的工作流模型优化

为了使工作流模型更简洁,在工作流网WFPN的定义的基础上,给出了利用可达性分析技术对WFPN进行合理性分析的有效方法,提出了一种通过添加抑制弧对WFPN进行优化的算法.该算法为Petri网在大规模复杂模型中的应用及其理论分析提供了一条新的思路.最后,通过一个实例说明了其优化过程,验证了该优化算法的有效性.     

基于信息论和遗传算法的Bayesian网络弧定向方法研究

Bayesian网弧定向问题是Bayesian网学习的一个重要方面．提出了一种基于信息论和遗传算法的Bayesian网弧定向算法．将信息论中鉴别信息这一概念引入Bayesian网学习中来,以鉴别信息定向后的网络为基础网,并设计相应的适应度函数和遗传算子,使该算法能够收敛到全局最优的Bayesian网结构．从而极大地减弱了单纯利用遗传算法学习对初始群体的依赖性,提高了算法的收敛速度．实验结果表明：该算法能够有效地解决Bayesian网弧定向问题．     

S-不变量极小支集判定的多项式算法

S-不变量是对Petri网进行结构性质分析的重要工具,但S-不变量的求取尚无有效算法。主要分析了S-不变量极小支集的判定问题。结合Petri网中库所子集列生成子阵的性质证明了一个库所子集为S-不变量极小支集的充分必要条件,在此基础上提出了判断给定库所子集是否为S-不变量极小支集的多项式算法。     

基于T-不变量消除的Petri网合法变迁引发序列判定算法

Petri网的合法变迁引发序列问题(LFS)是其可达性问题的子问题.前人在LFS判定时常因判定算法的指数级时空复杂度或算法难以推广至一般Petri网而受限.因此,基于Petri网T-不变量支集变迁与可达图有向环路上标注变迁的对应关系,综合应用线性代数与可达树分析,原LFS判定被缩减为以基础向量为发生数向量的LFSb判定.通过两棵可达树(分别以原网、初始标识;逆网、目的标识为根)层序轮流构造同时比较当前叶节点层中的标识,若算法终止前有相同标识出现,则LFSb(LFS)判定成功;反之,LFS判定失败.分析表明,算法的时间复杂度为多项式级别的,且适用于一般Petri网的LFS判定.     

基于Petri网结构分析的死锁避免控制研究

该文基于Ｐｅｔｒｉ网的结构特性,针对柔性制造系统中共享多种资源的串行过程提出了一种死锁避免方法。通过在原Ｐｅｔｒｉ网的基础上增加局部控制库所以保证无陷井的极小死锁带有标识,将扩展网限制到安全标识,从而避免了全局死锁的发生。     

Horn子句逻辑程序的Petri网模型

Horn 子句逻辑程序 H 可以逻辑等价地转化为 Petri 网模型 M,在 M 中从初始标识 N_0到目标变迁/g(?)形成的发射序列对应着求解 H 的调用序列,在 M 中存在变迁不变式 X≥(?),并且 X(tg)≠0是 H 有解的充要条件。     

基于BDD快速求解Petri网的陷阱和极小信标

为了分析和计算Petri网模型的陷阱和极小信标,同时实现符号化快速求解,提出了基于二叉决策图(BDD)获取模型的陷阱和优化已有的求解极小信标的方法,主要对原有方法缩减计算步骤并进行优化。通过引入BDD布尔计算方式,可快速求解较大规模Petri网模型的陷阱和极小信标。依据布尔函数给出了相应的符号化表述,并结合实例使用提出的方法进行求解,求得并分析相关结果。分析表明,极小信标求解方法的优化具有显著的时间优势,使用BDD符号化计算方式可以快速求出Petri网模型的陷阱和极小信标,甚至对规模更大的Petri网模型也是有效的。     

任务分解的Petri网方法及有效性研究

任务的分解是实现多主体系统的关键,运用形式化的方法对任务分解进行描述和验证是十分必要的。对于一般的任务逻辑分解表达式,利用Petri网对任务的分解进行建模,得到任务分解Petri网,进而通过剔除不合理的任务分解结构得到任务有效分解的Petri网系统。通过检查任务有效分解的Petri网的存在与否,可以判断任务的分解结构是否有效。另外,对于任意一个有限的P/T网系统,给出了判断是否存在无效任务分解的充分条件,从而论证了在任务有效分解的Petri网系统中只存在一级活变迁。将任务分解的有效性判断与Petri网活性分析联系起来,实现了多主体系统的一个亟待解决的基础性问题。     

利用Petri网特征结构的故障诊断方法

为解决大规模复杂系统故障诊断中计算复杂性高的问题,提出一种基于Petri网的在线故障诊断方法.首先,建立诊断对象的规范Petri网模型;其次,提出模型的严格最小库所不变量和特征库所不变量集合,并借助特征库所不变量集合描述Petri网模型的结构信息;最后,基于特征库所不变量集合提出任意当前标识的故障函数,并利用故障诊断函数完成故障识别和定位.结果表明:该故障诊断方法采用了系统结构信息,无需遍历系统状态空间,具有多项式级的计算复杂性,能够满足实时性要求.     

求解一次不定方程的Petri网方法(Ⅰ)——一次不定方程网

本文提出一次不定方程的两种Petri网模型,称之为一次不定方程网。Ⅰ型一次不定方程网是一种环形网,网中孤的权由方程中未知数的系数确定。这种网有极好的结构性质和动态性质。当方程的常数项足够大,而且未知数的系数之间满足一定条件时,以方程的任一组非负整数解作为网初始标识的标识网的可达集就是方程的非负整数解集。换句话说,通过这个标识网的运行可以求出方程的全部非负整数解。Ⅱ型一次不定方程网是Ⅰ型网的一个修改,当未知数的系数之间满足一定条件时,它的可达集就是方程的解集,即通过它的运行可以从方程的一个特解求出方程的全部整数解。从而根据Petri网的状态方程可以得到一次不定方程的通解公式。     

含有不可控变迁的Petri网死锁避免策略

文章针对Petri网建模的并发系统中的死锁问题,利用Petri网可达树分析方法检测系统死锁的存在,结合Petri网控制器的设计来达到预防和避免死锁的目的;提出了一种新的约束设计思想,进行控制器设计,使得系统不会出现死锁;更进一步地考虑到控制器设计过程中存在不可控变迁的情况下系统避免死锁的设计问题。     

An Algorithm to Construct Concurrent Reachability Graph of Petri Nets

IntroductionPetrinetisausefultooltomodelaconcurrentsystemandanalyzeitsproperties.[1]ThetheoryofPetrinetshasdevelopedsoundlysinceitwasputforwardin1962andwaswidelyappliedtomanyfieldssuchasflexiblemanufacturingsystem,workflow,webservice,etc.[234]ReachabilitygraphisapowerfultooltoanalyzethedynamicpropertiesofPetrinets,bywhichthefiringofconcurrenttransitionsinPetrinetsisrepresentedinaserialmanner.Thatis,Petrinetitselfisaconcurrentmodel,whileitsreachabilitygraphisserial.Infact,concurrencyrelations…     

基于Petri网与改进A星搜索算法的矿井机车调度优化

为了提高煤矿井下机车调度效率、防止机车碰撞、堵塞,根据井下调度特点建立了机车运行赋时Petri网模型。针对原有启发式A*搜索算法存在的易陷入局部最优的缺点,提出了基于petri网的并发变迁遴选算法,引入变迁并发度概念,与启发式A*搜索算法相结合,得到改进的A*搜索算法。经过改进后算法的回溯计算,得到Petri可达图上的最佳路径,从而得出最优调度策略。根据以上算法进行MATLAB建模,最终仿真结果表明,经过改进的启发式A*搜索算法有效的避免了陷入局部最优解,其计算得出的调度路径及调度策略资源消耗量最少,调度效率较高且未出现机车堵塞碰撞等问题。     

一种基于混合Petri网的批过程动态调度算法

针对批处理过程动态调度问题的特点，以赋色时间限制混合Petri网为工具，建立了批过程动态调度的混合Petri网模型，将批过程的调度问题映射技术为求Petri网中变迁的最优激发序列问题。在此模型基础上，根据动态规划基本原理，以资源的终极利用即最短生产周期作为调度目标，提出了一种基于赋色时间限制混合网模型求取变迁的最优激发序列的方法，并针对实际情况中出现的复杂的中间产品存贮策略，讨论了在各存贮策略约束下该模型中时间限制区间的确定方法，最后以炼钢－连铸生产系统的过程调度为例，对该算法进行仿真。多次仿真结果表明，当任务和设备的初始时刻或者过程的动态过程发生改变时，调度结果各不相同，从而验证了该算法的有效性。