基于有限容量Petri网的离散事件系统监控理论

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61374066
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    吴维敏
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The enforcement of linear inequation constraint is a popular topic in the supervisory control theory of discrete event systems (DES) based on Petri nets. However, in the reported literature, this class of constraint is usually studied in the form of"less than or equal to" inequation. In this project, this class of constraint will be studied in the form of "great than or equal to" inequation. Firstly, the method of transforming an extended finite capacity Petri net (eFCPN) to an ordinary Petri net is addressed. Then, the method of transforming is exploited to synthesizing a controller enforcing "great than or equal to" inequation. Thirdly, the properties such as maximally permissiveness and deadlock of the obtained controlled system is studied. Finally, the obtained results is exploited to resolve the problems such as the deadlock of manufacturing system and the congestion of traffic system. The research of this project enriches the supervisory control theory of DES and provide some potential solutions for some engineering problem with the characteristics of DES.
线性不等式约束的实现问题是基于Petri网的离散事件系统（DES）监控理论研究的一个主流问题，但已报道的文献主要研究"小于等于"形式的不等式约束，对"大于等于"形式的不等式约束的研究则鲜有报道。本项目拟扩展传统的有限容量Petri网并以此为工具，研究"大于等于"形式的不等式约束的实现问题。项目首先研究把扩展的有限容量库所Petri网（eFCPN）转变为库所没有容量限制的常规Petri网的形式化方法；接着研究如何利用eFCPN转化方法，设计能实现"大于等于"形式的不等式约束的控制器，给出形式化的设计方法；对得到的受控系统（闭环系统），分析其最大容许性和死锁等性质；最后尝试利用已经获得的研究成果，研究制造系统的死锁和交通拥堵的解决策略。本项目的研究丰富了DES监控理论，为解决某些具有DES特征的工程问题提供了可能的思路。

结项摘要

离散事件系统是一类不能以传统的微分方程建模的人造动态系统，其主流的模型是自动机和Petri网。本项目以Petri网为建模工具，研究离散事件系统的监控理论及其在相关领域的应用。. 针对存在不可控变迁的离散事件系统的Petri网控制器设计问题，提出了一种旨在同时简化线性约束和Petri网模型本身的方法，该方法不仅能把一个原始的复杂的Petri网控制问题等价为一个简单的问题，而且能保证当且仅当简化后的Petri网是活的，原始的Petri网才是活的；针对一类典型的离散事件系统S3PRs，我们提出了一种基于关键资源和关键变迁概念的死锁防止的最优方法，该方法有效地解决了二次死锁问题；针对一类具有多个不可靠资源的自动制造系统，提出了一种鲁棒监控方法以避免死锁和阻塞，该方法充分利用了共享资源的缓存区以实现控制目标并能处理同时发生的多个资源故障。. 我们把上述结论和思想应用于智能交通领域，提出了一种基于干道协调和路网分解的路网交通信号协调控制方法，该方法所将整个路网的交通信号协调控制和优化问题成功地转换成了对路网中若干具有较高协调优先等级的干道以及少数分散在路网中不同区域的若干单个交叉口进行协调控制的优化问题，极大地降低了计算的复杂性；我们还提出了一种基于分层模型预测控制的大规模城市路网交通信号协调控制策略，该策略将整个路网的协调控制与优化问题重新分解成了若干子网络优化问题，也明显地降低了计算的复杂性。

项目成果

期刊论文数量（16）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（16）
专利数量（0）
Deadlock and blockage control for manufacturing systems with failure-prone workstations
具有易发生故障的工作站的制造系统的死锁和阻塞控制
  • DOI：
    10.1049/iet-cta.2015.0671
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    IET CONTROL THEORY AND APPLICATIONS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yue Hao;Xing Keyi;Hu Hesuan;Wu Weimin;Su Hongye
  • 通讯作者：
    Su Hongye
Deadlock Prevention for Flexible Manufacturing Systems via Controllable Siphon Basis of Petri Nets
通过 Petri 网的可控虹吸基础预防柔性制造系统的死锁
  • DOI：
    10.1109/tsmc.2014.2347267
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Ieee Transactions ON Systems Man Cybernetics-Systems
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu Huixia;Xing Keyi;Wu Weimin;Zhou MengChu;Zou Hailin
  • 通讯作者：
    Zou Hailin
Petri-net-based robust supervisory control of automated manufacturing systems
基于Petri网的自动化制造系统鲁棒监控
  • DOI：
    10.1016/j.conengprac.2016.05.009
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    CONTROL ENGINEERING PRACTICE
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Yue Hao;Xing Keyi;Hu Hesuan;Wu Weimin;Su Hongye
  • 通讯作者：
    Su Hongye
Design of optimal Petri-net controllers for a class of flexible manufacturing systems with key resources
具有关键资源的一类柔性制造系统最优Petri-net控制器设计
  • DOI：
    10.1016/j.ins.2015.11.021
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    INFORMATION SCIENCES
  • 影响因子：
    8.1
  • 作者：
    Liu Huixia;Wu Weimin;Su Hongye;Zhang Zhenxing
  • 通讯作者：
    Zhang Zhenxing
Control strategies for solving the problem of traffic congestion
解决交通拥堵问题的控制策略
  • DOI：
    10.1049/iet-its.2016.0003
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    IET Intelligent Transport Systems
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Yi-Sheng Huang;Yi-Shun Weng;Weimin Wu;Bo-Yang Chen
  • 通讯作者：
    Bo-Yang Chen

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其他文献

Petri-net-based robust supervisory control of automated manufacturing systems
基于Petri网的自动化制造系统鲁棒监控
  • DOI：
    10.1016/j.conengprac.2016.05.009
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Control Engineering Practice
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    岳昊;邢科义;胡核算;吴维敏;苏宏业
  • 通讯作者：
    苏宏业
Supervisor Synthesis for Enforcing a Class of Generalized Mutual Exclusion Constraints on Petri Nets
在 Petri 网上实施一类广义互斥约束的监督综合
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    褚健;吴维敏;罗继亮;苏宏业
  • 通讯作者：
    苏宏业
Non-blocking decentralized control of discrete event systems based on Petri nets
基于Petri网的离散事件系统非阻塞分散控制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Asian Journal of Control
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    褚健;苏宏业;吴维敏;陆飞华
  • 通讯作者：
    陆飞华
A Hybrid Approach to Design Deadlock-free Petri Net Controller for Discrete Event Systems
为离散事件系统设计无死锁 Petri 网控制器的混合方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Transaction of the Institute of Measurement and Control
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曾国强;吴维敏;褚健;苏宏业;毛维杰
  • 通讯作者：
    毛维杰
Design of Petri Net-Based Deadlock Prevention Controllers for Flexible Manufacturing Systems
基于Petri网的柔性制造系统死锁预防控制器设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    ACM Transactions on Embedded Computing Systems, Special Issue on Formal Methods for Modelling and Verification of Discrete Event Systems
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张志明;吴维敏
  • 通讯作者：
    吴维敏

其他文献

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吴维敏的其他基金

基于Petri网的自动化码头多AGV系统的死锁解决策略研究
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  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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