Global Mission Sensitivity Study for Phased MissionSystem with Analysis of Variance Method

A comprehensive mission sensitivity analysis index based on Sobol＇s index called global mission sensitivity（ GMS） was proposed in this paper which focused on analyzing the mission sensitivity of components of phased mission systems（ PMS）. The simulation strategy of GMS based on a Petri net and Monte Carlo method was presented which had broad applicability. Finally,the GMS and Birnbaum＇s sensitivity of components in a PMS example were compared. The GMS of component is demonstrated to be more adaptable to reflect the component mission sensitivity when the rated reliability parameters of components cannot be obtained, and components have state dependency or the system is subjected to common cause failure.     

考虑阶段备份的多态多阶段任务系统可靠性建模方法

近些年来,由于在航空航天、分布式计算以及核电系统等系统中广泛的应用,多阶段任务系统(PMS)可靠性理论与方法得到了广泛的关注与研究。目前大多数PMS可靠性的相关研究都假设系统的多个任务阶段依次出现,且任一阶段失效都导致整个系统失效。但是在现代航天系统,尤其是载人航天系统,为了使整个系统的任务可靠性更高,经常会采用任务备份的方法来提高系统的任务可靠性。因此,本论文提出一种基于多态多值决策图的方法,通过增加随机变量的方法对单元经历的阶段进行统计,降低所建立的系统模型大小,提高建模效率,并以某型航天器推进子系统为例对建模方法进行说明。     

Control model for reconfigurable assembly systems

This paper proposes knowledge based object-oriented timed colored Petri net, a modeling method for reconfigurable assembly systems. Combining knowledge and object-oriented method into timed colored Petri net, a comprehensive and powerful representation model for control of RAS is obtained. With object-oriented method the whole system can be decomposed into concrete objects explicitly, and their relationships are constructed according to the system assembly requirements. Finally, a simple assembly system modeled by the KTCOPN is presented.     

Assessment of Multiple Working Condition System Reliability with Agent-Based Simulation Method

The mission reliability assessment plays a great role in logistics planning and supporting resource optimization of complex system.But the current problem,which is difficult to solve,is how to model and analyze the characters of system reliability under the complex mission profile.In order to solve the problem,an agentbased simulation method was used to assess reliability for complex systems with various random working conditions.A multi-working condition simulation agent(MA)was designed and used to simulate the random transferring process of working conditions of system,and it cooperated with system simulation agents(SAs)and unit simulation agents(UAs)to realize system mission reliability(MR)simulation.Through simulation experiments,effect of multiple working conditions mission on the reliability of system was analyzed by comparing with the basic reliability condition.Feasibility and efficiency of the method were proved through simulation experiments of the case system.The research result provides a viable and useful method and a solution for MR analysis and assessment of complex systems in multi-working conditions,which can help to evaluate the reliability of operating system orienting to the practical mission and environment,and it is meaningful for the reliability analysis and the design of complex systems.     

基于Petri网的城市轨道交通系统运营可靠性模型

提出了一种可用于城市轨道交通系统（UMT）可靠性分析的Petri网模型（hierarchical object—oriented petri net，HOPN）．该模型将UMT分为多个对象类，各对象类的Petri网采用库所替换方法逐层嵌套细化，拼装后组成UMT可靠性分析模型．     

Recursive Algorithm Based Reliability Analysis of Multiphase Satellite Systems with Propagated Failures

Modern satellite systems are generally designed to fulfill multiphase-missions. Component /subsystem redundancies are commonly used to achieve high reliability and long life of modern satellite systems. These characteristics have leaded to a critical issue of reliability analysis of satellites that is how to deal with the reliability analysis with multiphase-missions and propagated failures of redundant components. Traditional methods based on the binary decision diagram( BDD) can hardly cope with these issues efficiently. Accordingly, a recursive algorithm method was introduced to facilitate the reliability analysis of satellites. This method was specified for the analysis of static fault tree and it was implemented by generating combination of component failures and carrying out a backward recursive algorithm. The effectiveness of the proposed method was demonstrated through the reliability analysis of a multiphase satellite system with propagated failures.The major advantage of the proposed method is that it does not need composition of BDD and its computational process is automated.     

飞控计算机系统分层混合可靠性建模方法

对于复杂的非相似、多余度飞控计算机系统,根据其结构特点,综合静态和动态可靠性建模方法的优势,提出了采用可靠性框图（RBD）和广义随机Petri网（GSPN）相结合的分层混合建模方法,并对建模过程中低层各子系统存在共因失效部件情况下的可靠性建模和求解作了分析.分别采用分层混合建模方法和动态可靠性建模GSPN方法对Boeing777电传主飞控计算机系统进行可靠性建模和分析.同动态GSPN方法相比,该方法综合采用了静态和动态可靠性建模方法,具有状态空间模型的灵活性和组合模型求解的高效性,同时层次结构避免了GSPN方法带来的状态空间爆炸问题.由结果比较可得,该方法可行、高效、精确.     

用蒙特卡罗和Petri网方法估计随机流网络的可靠性

提出一种估计随机流网络可靠性的基于蒙特卡罗抽样和Petri网建模仿真的MCPN方法.该算法以蒙特卡罗方法为基本框架,通过蒙特卡罗抽样来模拟网络系统的随机性.对于随机抽取的网络状态,通过Petri网仿真计算相应加权图的最大流量,判断其是否为有效状态.仿真结果表明,Petri网方法是一种有效的计算加权图最大流量的方法.     

基于业务过程的生产系统仿真模型

提出了一种基于业务过程的、融合了PETRINET等分析语义、面向对象的生产系统仿真建模方法．文中将生产系统分解成概念模型、环境模型和语义模型，描述了每层模型的建模方法，最后以敏捷制造条件下的生产系统模型为例，描述了这种建模方法的面向对象建模过程．     

基于EOPN的晶圆制造系统实时调度仿真平台

针对半导体晶圆制造系统(SWFS)的组织构成、加工过程和生产模式的典型特点,以拓展型面向对象Petri网(EOPN)为工具对该复杂系统建立了模型,在准确描述晶圆制造过程的基础上采用面向对象技术设计并开发了一套SWFS实时调度仿真平台.该平台不仅能够真实再现半导体晶圆的反复重入型加工过程,而且能够集成多种实时调度与派工控制算法,以准确高效的仿真计算进行算法测试和相应系统绩效的评价与预测.SWFS实时调度仿真平台的开发成功对SWFS的建模、调度和控制等相关研究起到积极的支持作用.     

基于ESPN的制造系统多任务可靠性研究

以一个有三台机床并同时进行多个加工任务的制造单元为例,采用扩展随机Petri网对其进行多任务可靠性建模,该模型不仅可以适应任意分布的制造系统,同时克服了传统的可靠性建模方法无法兼顾制造系统生产过程的时间动态特性.在此基础上基于Petri网行为表达式,并将矩母函数思想引入其中,则不必生成可达标识图就可通过计算模型的传递函数,进而得到整个系统的多任务可靠度,由此可以更直观地反映具有多种加工任务的整个制造系统的运行性能.     

无刷直流电机DSP逻辑控制程序的Petri网设计方法

提出一种无刷直流(BLDC)电机数字信号处理(DSP)逻辑控制程序的Petri网设计方法.首先,建立霍尔传感器和电机旋转方向的Petri网模型;其次,利用功率管(MOSFET)二二切换规则,设计功率管通断的变迁,获得电机的逻辑控制Petri网模型,并根据Petri网可达图算法,计算无刷直流电机动态系统的状态集合,并利用换相逻辑逐个验证;最后,借助Petri网变迁的激发规则,设计无刷直流电机DSP逻辑控制程序,并对文中方法进行实验验证.结果表明:文中方法能够保证控制程序的正确性和可靠性,可以有效地简化无刷直流电机DSP逻辑控制程序的调试过程.     

基于测试剖面的软件可靠性测试数据生成技术

为了生成自动飞行控制系统软件可靠性测试数据，建立了软件可靠性的测试剖面、环境剖面等概念，提出了基于任务剖面的测试剖面生成技术和由测试剖面生成测试数据的方法，即将输入数据分为系统模式数据和环境数据，并在任务剖面下分别形成系统模式剖面和环境剖面，最后将两种剖面合成为测试剖面；将环境数据分解为控制分量和随机分量，再利用仿真的方法生成控制分量，从而生成复杂关联的测试用环境数据．通过对飞机执行任务的软件测试表明，所提方法能更为准确地描述软件的实际使用情况，其描述方式与硬件可靠性试验较为类似，可作软硬件系统综合的可靠性试验的基础．     

基于蒙特卡洛改进算法的地铁电力系统可靠性评估

在分析电力系统可靠性评估基本方法的基础上,考虑到地铁电力系统故障率较低,故障状态枚举方法难以获得精确的随机状态,以及设备单元的故障信息无法通过直接抽样获取,故使用正态分布描述地铁电力系统设备单元发生故障的实际过程,提出了改进的蒙特卡洛非序贯仿真算法,并给出其求解过程,构建了地铁电力系统的结构模型、Petri网模型和可靠性评估指标,最后以南京地铁一号线电力系统设备单元初始参数为计算数据,所得结果较传统计算方法更为准确,同时能够模拟故障维修时间以及区分不同故障类型.     

Study on Multi-agent Systems with Colored Petri Nets

The approach to model multi-agent systems with hierarchical colored Petri nets is introduced. In a multi-agent system, every agent is modeled with colored Petri net system, and the colored Petri net system of the multi-agent system is a hierarchical colored Petri net system, such that the agents planning deadlock detection and avoidance, can be analyzed with the Petri net system.     

列控-安全信息传输系统可靠性及安全性的形式化分析

基于通信的列控(CBTC)系统使用基于IEEE 802.11系列的无线局域网实现车-地双向信息传输,但是无线局域网无法满足安全苛求列控系统在信息传输可靠性和安全性方面的需求.为了解决该问题,可以采用双网冗余的结构提高无线局域网信息传输的可靠性,再在无线局域网之上增加安全通信协议来保证信息传输的安全性.本文提出在双网冗余无线局域网基础之上增加安全通信协议形成列控-安全信息传输系统(China-Radio),使用随机Petri网建立了双网冗余结构的无线局域网的可靠性模型,并与单网结构进行了定量对比和形式化分析,验证了双网冗余结构可靠性的提升;使用有色Petri网对China-Radio系统建模,并采用模型检验的方法证明China-Radio系统的功能安全性,能够满足列控系统的需求.     

FPGA组合逻辑程序的Petri网建模方法

针对现场可编程门阵列(FPGA)组合逻辑程序,提出其普通Petri网建模方法.首先,将状态变量描述为库所对,程序中的逻辑运算描述为变迁,从而将系统程序转换为一个普通Petri网结构;然后,根据Petri网的动态分析性能,给出系统状态可达图的计算方法,实现了状态可达图等价描述FPGA组合逻辑系统运行过程.研究结果表明:该Petri网能够准确地描述变量间的逻辑关系,提出的方法可以为FPGA组合逻辑程序的形式化设计和验证提供建模依据.     

运动想象脑机接口系统的Petri网建模方法

针对脑机接口(BCI)中的共享控制问题,提出一种BCI系统的Petri网建模方法.首先,将共享控制策略与BCI系统的内外部信息相结合,构建运动想象BCI系统的Petri网模型,描述系统的运行状态,分析和改进共享控制策略.然后,加入控制库所描述系统的外部输入,并通过合成Petri网的方法简化Petri网的建模过程.结果表明:所提方法能够正确地演化BCI系统的运行过程,提高BCI系统的适用性,可用于设计、验证和执行共享控制策略.     

间歇式化工形式化建模与顺序控制器设计

摘要：
针对间歇式化工生产过程,根据执行机构网元件提出了其受控Petri网模型的设计方法,将工艺流程描述为变迁串的顺序控制目标,继而根据基本变迁串将工艺流程描述为Petri网的线性约束.最后,利用库所不变量方法设计监控库所,给出顺序Petri网监控器,实现了复杂化工过程的闭环控制系统的形式化建模、分析和优化.
关键词：
离散事件系统; Petri网; 间歇式化工; 顺序控制; 监控
中图分类号： TB 61; TK 31
文献标志码： A     

应用随机进程代数的网络系统可靠性预计方法

针对复杂结构网络系统可靠性预计建模与分析的难题,提出了一种应用随机进程代数的网络系统可靠性预计方法.通过分析3种基本网络拓扑结构,研究了网络系统随机进程代数模型的建立方法,根据随机进程代数操作语义,推导出一个带时间延迟的可靠性标记变迁系统,依据其隐含的马尔可夫转移关系和系统的当前状态,计算得到系统在一段时间内的可靠性预计值.仿真实验表明,该方法能精确刻画网络系统随机行为以及组件之间的相互关系,可有效预测不同状态下系统的可靠性水平.