【摘 要】
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当前人类生活中的大量人造系统,其控制需求往往是动态变化的,如可重构制造系统。这类系统可以快速、流畅的调整自身结构以应对不同的生产任务需求。这就要求系统的监督控制器也
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当前人类生活中的大量人造系统,其控制需求往往是动态变化的,如可重构制造系统。这类系统可以快速、流畅的调整自身结构以应对不同的生产任务需求。这就要求系统的监督控制器也应该能够根据变化而快速综合,以控制系统在不同控制规范要求下正常运行。通常人们会根据新的控制规范,重新设计控制器,但是这种方案往往费时费力。因此人们进一步研究更有优势的控制器重构方案,即通过重构策略,使控制器能迅速响应控制规范变化,实时进行在线调整,从而满足变化后的控制规范要求。 本文针对一类控制规范可以表示成为一组线性不等式约束的离散事件系统,研究其控制规范动态变化的监督控制器重构问题。主要研究内容如下: 首先将受控对象的控制规范表示为线性不等式,然后运用P-不变式方法构造Petri网监督控制器。通过合理改变线性不等式相关参数从而真实反映实际系统控制规范的变化,然后设计监督控制重构策略。 其次本文提出的监督控制重构策略通过引入称为监控器开关的控制结构,通过监控器开关的控制,完成控制器的在线、实时切换,以迅速响应控制规范的变化。通过监控器开关,控制器重构的速度更快,效率更高,且更加节约成本。尤其是对于某些需要时刻面临突发状况而必须重构的人造系统,如医院急诊室系统,人力资源系统等,当出现突发状况时,系统需要重构,通过本文提出的重构策略,系统可以快速满足变化要求。而当突发状况结束后,运用本文提出的重构策略,系统又可以快速重构,满足原有正常控制规范要求。 最后本文进一步研究了监督控制重构中的死锁问题,揭示了系统监督控制重构导致死锁的原因,并根据监督控制重构中死锁的特性,提出了一种死锁控制策略。本文提出的死锁控制策略将信标理论和可达图分析相结合使用,相对于其他一些死锁控制策略,该方法不仅可以确保受控系统获得最多的许可行为,同时还能够提高计算效率。
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