岳耀宾[1]2006年在《基于混杂理论的电力系统建模研究与仿真》文中研究说明电力系统是分布区域极广，分散性较大的复杂系统。除了表现出高维数、强非线性和多时速特征之外，最突出的特点就是发电过程的动态连续性，输配电系统的代数逻辑约束，以及包含或受离散事件驱动的调度控制过程多目标优化的需求。本文分析了电力系统的混杂特性，结合混杂系统理论知识，对电力系统的动态演变过程建立基于混杂性质的混杂Petri网模型，并利用Matlab／Simulink仿真技术对所建混杂模型进行仿真，通过电力系统微机保护装置模型实例，提出了推理混杂petri网的建模理论。 本文首先回顾了国内外混杂系统理论的研究成果，探讨了混杂理论在电力系统建模研究领域所具有的特殊优势，指出电力系统无论是在稳态运行状态，还是在紧急运行状态以及崩溃状态，其动态行为都呈现为既有基于时间演变的连续动态特性又有基于事件驱动的离散动态行为。通过电力系统的混杂PN的建模分析与仿真的结果，认为利用混杂PN对混杂电力系统建模是非常有效的工具之一。 其次，详细地介绍了Petri网的基本知识，包括PN的基本概念、网的性质和分析方法以及混杂PN的相关知识。根据网的不同功能对扩展PN也有基本的定义和应用，并根据各类网不同的建模能力给出了电力系统中常用的PN模型。 本文还对用于电力系统混杂PN模型的仿真技术—Matlab／Stateflow语言进行了阐述。Stateflow生成的监控逻辑直接嵌入到Simulink模型下，从而实现两者的无缝连接，非常有效地对混杂PN进行仿真与分析，也是本论文的尝试工作。 最后，以电网微机保护系统建模为例，利用本文提出的RHPN建模方法和抽象技术详细地研究了其建模过程，并首次运用Stateflow对保护HPN模型进行仿真，与传统的保护装置模型分析结果比较，验证了保护HPN软模型的有效性，结果表明，所建立保护微机保护系统的HPN软模型能够非常准确地描述保护系统的内部动态行为。
赵立雄[2]2001年在《Petri网在混杂系统建模与控制中的应用》文中认为混杂过程是既有连续动态变量，又有离散逻辑变量的复杂动态变化系统，混杂现象普遍存在于流程生产工业中，目前对其进行的研究刚刚起步。本文以某化工溶剂回收过程为背景，分析了混杂系统的行为特性和建模方法，在此基础上，研究了基于Petri网的混杂系统建模与控制方法。 论文首先对赋时Petri网进行了研究，Petri网中加入时延的概念符合化工流程生产的实际情况，论文定义的赋时Petri网时延是与库所相联系的。赋时Petri网建模中引入了动态规划的优化思想，结合启发式调度规则，针对溶剂回收过程开车过程进行了详细的优化建模，并编制了计算机仿真程序，仿真结果给出了最优的开车控制序列，证明了本建模方法的可行性。 论文在对混合Petri网的深入研究基础上，根据流程的复杂物理变化，采用ANN算法对混合Petri网的连续部分仿真，提出了混杂系统的混合ANN-Petri网建模方法；并且针对溶剂回收系统的原料蒸发过程建立了混合ANN-Petri网的控制模型，采用可达性等方法对模型进行了分析，最后给出了满意的仿真结果。 论文的工作表明，Petri网建模与控制方法开辟了混杂系统研究的一个新的领域，这种建模方法在化工流程生产具有普遍性，有着广阔的应用前景。
李玉森[3]2008年在《煤矿智能电子保护插件测试系统及其建模的研究》文中提出随着煤矿安全生产标准化和电气自动化的进一步发展与提高,煤矿井下电气设备使用了越来越多的电子保护插件,但是现存的电子保护插件测试设备,功能单一,其程序既繁琐又不太准确,因此,研制一种通用的煤矿电子保护插件测试系统有着迫切的社会需要和可观的经济效益。在电子保护插件的测试系统设计过程中,存在着大量的离散事件和连续事件,这个过程具有典型的混杂特性,难以得出具体的数学模型。混杂Petri网是离散事件系统和连续时间系统在同一层次的直接交互,作为一种“数形”结合的建模工具尤其适用于具有混杂特性的系统建模。因此,本文应用混杂Petri网的理论,分别对测试系统关键元件及其测试过程进行了建模分析,同时扩展了混杂Petri网在煤矿电子保护插件测试系统设计中的应用。本文的主要工作有以下几个方面:(1)针对目前煤矿电子保护插件测试设备的现状,设计了适用于矿用电子保护插件检测的煤矿智能电子保护插件测试系统的硬件部分;(2)结合国内外混杂系统理论的研究成果,对测试过程的混杂特性进行了分析,并探讨了混杂Petri网在混杂系统建模领域中所具有的特殊优势;(3)详细地介绍了混杂Petri网的相关知识,结合对测试过程的混杂特性分析,构建了测试系统各个测试模块的混杂Petri网模型;然后利用Stateflow生成的监控逻辑直接嵌入到Simulink模型的方法,对测试模块的混杂Petri网模型进行了阐述,非常有效地对混杂Petri网进行仿真与分析。仿真结果表明,所建立的混杂Petri网模型能够非常准确的描述整个测试过程的动态变化;(4)引入了混杂Petri网模型与软件设计交互思维编制程序的方法,详细地设计了煤矿智能电子保护插件测试系统的软件部分。
陈江红[4]2004年在《基于混合Petri网的混杂系统建模及工业应用研究》文中研究说明混杂系统由连续变量动态系统与离散事件动态系统相互联系、相互作用组成。在化工、制造、冶金等领域存在着大量的混杂过程。混合Petri网是混杂系统的主要建模方法之一，论文讨论了基于混合Petri网的工业混杂系统的建模和仿真分析方法，以某化工溶剂回收系统为对象，详细研究了具体的建模和仿真过程。论文首先讨论了现存的基于混合Petri网的混杂系统建模方法，比较各自的优、缺点和适用性，并研究了一类混合Petri网在Matlab环境下的仿真方法；其次，在普通混合Petri网基础上借鉴受控Petri网、微分Petri网的建模优势，给出一种新型混合Petri网—混合状态Petri网模型，采用动态系统的状态量统一离散库所和连续库所，将混杂系统的仿真和分析统一于同一模型框架下，给出了基于该模型框架的仿真算法，以一个切换系统为例验证了算法的有效性；最后，对某化工溶剂回收系统进行了建模及仿真，通过分析仿真结果得出控制决策。研究表明，这种混合Petri网的建模方法给混杂系统的研究提供了一个新的思路，使在统一Petri网模型下进行混杂系统的建模、分析和验证成为可能。在化工流程生产中具有普遍性，具有广泛的发展前景。
廖伟志[5]2007年在《混杂生产过程的混杂Petri网建模及分析技术研究》文中研究指明混杂系统是由连续变量动态系统与离散事件动态系统相互混杂、相互作用而形成的统一动态系统。近些年来,人们在混杂系统理论与工程应用方面的研究取得了一系列成果,然而如何有效的描述和分析混杂系统仍然是混杂系统中最困难、同时也是最富创造性的活动。混杂生产过程是一类重要的混杂系统,本文以一类混杂生产过程为背景,对混杂生产过程的混杂Petri网模型构建、模型分析技术及混杂生产过程的优化与调度等进行了研究和探索,课题的研究得到了国家自然科学基金和广西科学基金的资助。论文主要的研究结果包括:(1)建立了一种新的连续Petri网模型------区间速率连续Petri网模型,并对迁移的使能和引发语义、模型行为演变、模型有效冲突判定及消解、模型可达稳态等问题进行了研究。(2)给出了混杂Petri网一个通用的模型行为演变方法。该方法采用了基于线性规划方法的混杂Petri网瞬时引发速率求解方法。分析了改变不变行为状态事件之间的相互作用及其对模型行为演变正确性的影响,提出了改变不变行为状态事件的判定方法。(3)给出了基于模型行为演变图的混杂Petri网可达性分析方法。分析结果表明了所提出方法的正确性和有效性。该方法不仅适用于R.David和H.Alla定义的混杂Petri网模型,而且适用于一阶混杂Petri网和区间速率连续Petri网等其它混杂Petri网模型。(4)给出了间歇过程在复杂中间存储策略包括无限存储策略、有限存储策略、无中间存储策略和混杂存储策略下p-时间Petri网模型的描述方法,进而给出了基于可行调度集和修正分枝界定的间歇过程最短生产时间的最优调度算法。该算法利用一间歇过程最短生产时间不大于另一间歇过程最短生产时间的条件有效地限制了对解空间的搜索,进而改善了算法的计算性能。(5)定义了广义混杂Petri网模型从而克服了一阶混杂Petri网模型的语义问题,提出了相应的使能和引发语义,并给出了模型行为分析的有效方法。基于所提出的模型,给出了混杂系统建模与优化的实例。(6)讨论了一种混杂生产过程——糖产品压榨系统的混杂Petri网建模及生产调度问题,给出了糖产品压榨系统的生产调度算法。实例表明了所提出方法的有效性。(7)提出了一类流体随机Petri网转换成一阶混杂Petri网的形式化描述方法,并对其转换的正确性进行了证明,实例分析表明了流体随机Petri网转换成一阶混杂Petri网的必要性。
吴玉波[6]2007年在《基于微分Petri网的混杂系统建模与仿真》文中提出混杂动态系统(Hybrid Dynamic Systems-HDS)是研究由连续型子系统和离散型子系统相互作用而构成的一类动态系统。近些年来，混杂系统的研究引起了计算机科学领域和控制领域学者的广泛兴趣，取得了不少研究成果。如何描述混杂系统的动态行为，并对模型进行仿真验证是混杂系统研究的热点。Petri网具有异步、并发、资源共享等优点，它不仅能够反映系统的静态性能，而且能够反映系统的动态性能。Petri网作为系统建模与分析的工具，已经在众多领域得到应用。Matlab是Mathworks公司推出的优秀软件，是对混杂系统进行建模分析的重要工具。Matlab是一种直观、高效的计算机语言，同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。本文首先对混杂系统进行了介绍，简要介绍了混杂系统建模的几种主要的方法和特点以及对混杂系统进行建模分析的软件工具。介绍了混合Petri网、时延Petri网、微分Petri网，并对P／T系统、混合Petri网、时延Petri网、微分Petri网在Matlab中的仿真进行了研究。引用了协同约束弧概念，它是将单个库所对变迁的简单逻辑约束关系扩展到多个库所对变迁复杂的协同约束，并将它引入微分Petri网，用以对具有状态反馈控制的混杂系统建模。本文在介绍Stateflow的基础上，讨论了如何将Stateflow和Simulink结合起来对这种带有协同约束弧的微分Petri网进行建模和仿真，仿真结果说明了方法的有效性。
卢燕俊[7]2006年在《基于混杂Petri网的城市交通系统建模》文中进行了进一步梳理Petri网是离散事件动态系统建模的有力工具,能表征系统的同步、并发等问题。而混杂Petri网是离散Petri网和连续Petri网相互混杂而成的一种Petri网,可用于混杂系统的建模,既能表征系统的离散动态,又能表征其连续动态。城市交通系统是一类典型的混杂系统,其中的信号灯动态是离散的,交通流动态是连续的,并且每个交叉口的信号灯动态和交通流动态之间相互影响,所以可以用混杂Petri网为交通系统建模,其离散部分用来表征信号灯动态,连续部分用来表征交通流动态。本文分别从宏观和微观角度对交叉口交通流的混杂Petri网模型进行分析,并将分析结果应用于一个实际的交叉口模型。 对于城市交通网络的解析模型与混杂Petri网模型的一致性,本文以一个常见的四相位交叉口为例,分别对其解析模型与其混杂Petri网模型进行相应的分析,结果表明两种模型是一致的。因此,可以说明混杂Petri网模型能较好的体现城市交通网络的混杂特性,仿真实验也证明了该结论的合理性。另外,本文对交通网络的混杂Petri网模型的可能应用也给出了讨论。 本文的主要内容如下: 1.概述了交通流模型的基本理论及研究现状,并概括了混杂系统建模的一些方法,然后阐释了Petri网和混杂Petri网的基本理论。 2.对于交通系统的单个交叉口,本文给出了一个两相位信号交叉口及其混杂Petri网模型,然后分别从宏观和微观角度分析单个交叉口的混杂Petri网模型。宏观角度的分析得出了该模型与宏观交通流模型基本规律的一致性,并得到了模型参数和交通参数之间的关系。并将该结论应用于一个实例,得出分析结果。 3.为了说明混杂Petri网模型能较好的体现城市交通网络的混杂特性,本文以一个常见的较为复杂的四相位十字交叉口为例,针对解析模型给出其混杂Petri网模型,然后对各项交通参数进行分析,结果表明,混杂Petri网模型和解析模型是一致的。仿真实验也说明该结论是合理的。关于混杂Petri网模型在控制与非控制问题中的可能应用,本文也给出了一些讨论。
叶阳东[8]2002年在《智能混杂系统建模、分析理论及应用的研究》文中指出本文以铁路系统中的“铁路智能运输系统技术研究”为背景，在混杂系统建模、分析理论的基础上，全面分析了基于智能的混杂系统研究所面临的问题，完整地给出了智能混杂系统的定义，并归纳出其相应的特性。论文主要是围绕混杂系统中知识的处理、不确定性问题的处理、系统的自治能力等方面，基于Petri网的理论和方法进行了一类智能混杂系统的建模、分析理论及应用的研究，工作本身是具有开创性质的，也是基础性的。 论文在全面归纳Petri网的基本概念、特性、分析方法的基础上，从理论上详细地研究了带有时间约束的Petri网，形成了一系列与时间约束变迁／库所有关的结论和定理，扩充了TCPN's现有的理论。面向智能混杂系统的建模，论文首次定义了一种分层混合对象Petri网(HHPNO)，定义中充分体现出O-O方法和Petri网的一致性和优势互补性，网中综合考虑了系统的背景知识表述、系统不同属性的处理、多种对象Petri网的集成等问题；基于系统的分层特性，HHPNO在高层采用了带有对象的Petri网(PNO)；面向底层混杂系统的描述采用对象Petri子网。论文对HHPNO中的PNO、规范化接口、库所子网、变迁子网、层次化求精等问题的相关理论进行了系统的研究。 文章在详细研究了现行混合Petri网的建模和分析理论的基础上，面向智能混杂系统定义了一种智能条件／事件混合Petri网，该网包含赋时离散Petri网、连续Petri网和智能决策接口，离散网和连续网之间是通过条件和事件信号进行交互，智能决策接口可构成和其它智能系统或智能决策对象的互连，使得一类混杂系统具有智能决策的能力，同时又保持系统的相对独立性。建模实例表明所定义的混合Petri网具行模块性优良和接口的一致性等特征。论文针对线性混合Petri网，用两种方法进行状态可达性分析：谓词转换方法和基于路径的方法。本文的分析方法相对于已有的方法来说，引入了外部决策因素，该研究既丰富了现有混杂系统的分析理论。 在HHPNO的建模体系下，针对列车群行为构建了两种实验模犁TOPNO和TGOSOPS，实验表明模型便于分布式系统的实施并具有很好的开放性。论文构建了一种基于多种对象Petri网的列车群运行仿真系统及分布式仿真系统的基本结构，并设计实施了基本的实验模型，实验模型在设计方面立足于通用性好、扩充性优良、操作便利等特点。该模型可构成研究一类智能混杂系统建模及分析理论的实验平台。针对智能混杂系统的知识处理问题，在已经建立的列车群运行系统的对象Petri网模犁的基础上，本文利用Petri网对知识的处理能力，给出了一种有效的时间Petri网的时间知识推理算法，由于算法中引入模糊时间区间的操作、保留了最少数量的生成图节点，所以该算法比已有的算法效率高并可处理时间区间的不确定性问题。首次将该算法用于铁路智能运输系统中时间类知识的表示和推理，理论和实验表明：本算法可验证时间约束的列车运行调整方案的可行性；能验证铁路专家系统中时间知识的一致性等问题。
廖伟志, 古天龙[9]2007年在《基于一种新型混杂Petri网的混杂系统建模与控制》文中进行了进一步梳理为了增强混杂Petri网模型描述能力和克服一阶混杂Petri网模型语义错误的问题,定义一种新的混杂Petri网模型——广义混杂Petri网,提出了相应的迁移使能和迁移引发语义.通过划分标识等价类提出了广义混杂Petri网连续迁移瞬时引发速率的有效求解方法和模型行为演变分析方法.给出了广义混杂Petri网模型的混杂系统建模实例,同时结合模型行为演变和线性规划实现了混杂系统的优化控制.研究结果表明,所定义的模型描述能力更强,模型语义正确合理,能够有效描述和分析混杂系统.
贾琨[10]2002年在《食品加工混杂系统的建模与控制》文中研究表明混杂系统是由连续变量动态系统与离散事件动态系统相互联系、相互作用组成。在化工、食品加工、冶金等领域，存在着大量的混杂过程。本文以某食品加工过程为背景，分析了混杂系统的建模方法，并以混合Petri网为主要的讨论对象，对某食品加工过程进行了建模和仿真。 本文根据功能的不同，采用了分层递阶的建模思想，对不同的层次和对象用不同的方法进行建模。首先讨论了用DE-HPN(微分混合Petri网)对混杂过程的连续变量和离散事件建模，再将GA遗传算法应用到优化调度中，将二者相结合，从而建立了GA-HPetri网的方法。对食品加工过程进行了建模分析及仿真研究。 研究表明，这种混合Petri网建模的方法对混杂系统的研究提供了一个新的思路，对食品加工过程具有普遍性，具有广泛的发展前景。
参考文献：
[1]. 基于混杂理论的电力系统建模研究与仿真[D]. 岳耀宾. 山东科技大学. 2006
[2]. Petri网在混杂系统建模与控制中的应用[D]. 赵立雄. 北京化工大学. 2001
[3]. 煤矿智能电子保护插件测试系统及其建模的研究[D]. 李玉森. 青岛科技大学. 2008
[4]. 基于混合Petri网的混杂系统建模及工业应用研究[D]. 陈江红. 北京化工大学. 2004
[5]. 混杂生产过程的混杂Petri网建模及分析技术研究[D]. 廖伟志. 西安电子科技大学. 2007
[6]. 基于微分Petri网的混杂系统建模与仿真[D]. 吴玉波. 江苏大学. 2007
[7]. 基于混杂Petri网的城市交通系统建模[D]. 卢燕俊. 浙江大学. 2006
[8]. 智能混杂系统建模、分析理论及应用的研究[D]. 叶阳东. 铁道部科学研究院. 2002
[9]. 基于一种新型混杂Petri网的混杂系统建模与控制[J]. 廖伟志, 古天龙. 控制与决策. 2007
[10]. 食品加工混杂系统的建模与控制[D]. 贾琨. 北京化工大学. 2002