基于对象的扩展有色Petri网及其在FMS物流系统建模中的应用研究

摘要

本文结合了目前国内外对FMS物流的研究现状，提出了基于对象的扩展有色Petri网(ECPN)分析模型。该模型结合了面向对象技术和有色Petri网的优点，将有色Petri网中的颜色元素进行扩展，并结合面向对象技术将FMS物流系统映射为三层递阶体系结构，它们分别是物理层、抽象层、控制/决策层。物理层是整个系统的最低层，物理层中的各个实体资源划分为一个个相互协作的对象类。抽象层是对物理层的映射，把各个实体对象用替代子网模块描述，模块之间的信息交流，以信息令牌的方式表示。最后利用Petri网综合技术将各个替代子网模块合并成为一个大型的综合Petri网。控制/决策层是系统中的最高层，通过控制门的激发来控制和协调系统中各个物理对象的活动以及工件、信息的流通。整个系统是用输入/输出信息库所把各层集成起来。ECPN模型把事物的性质和操作封装成类，有父网和子网之分，父网可以调用子网，参数由父网传到子网。同时，ECPN将FMS物流中存在的同步约束从对象内部分离出来，使得系统模型层次分明、结构清晰。论文中的第四章利用ECPN模型所给出的死锁定义，得出其相应的死锁控制规则。总的来说，ECPN模型的提出基本上解决了Petri网应用中的“封闭”和“状态空间爆炸”问题。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2 Petri网研究现状及在FMS中的应用

1.2.1 Petri网国内外研究现状

1.2.2 Petri网在FMS中的应用

1.3论文研究的内容及成果

1.3.1研究方法

1.3.2研究目标

1.3.3创新之处

1.3.4论文内容组织

第二章基于对象的扩展有色Petri网模型

2.1 Petri网的基本理论

2.1.1 Petri网的定义

2.1.2 Petri网图形表示中的四种结构

2.1.3 Petri网的标识与发射规则

2.1.4 Petri网的性能定义

2.1.5 Petri网的分析方法

2.2高级Petri网系统(HLPN)

2.2.1有色网

2.2.2带时间的Petri网系统

2.2.3对象Petri网

2.2.4谓词/变迁网

2.3基于对象的扩展有色Petri网(ECPN)模型

2.3.1基于对象的扩展有色Petri网的提出

2.3.2有色Petri网与面向对象技术

2.3.3基于对象的扩展有色Petri网模型

2.4本章小结

第三章FMS物流系统的ECPN建模

3.1 FMS物流系统的分层递阶体系结构

3.1.1 FMS物流系统的物理层

3.1.2 FMS物流系统的抽象层

3.1.3 FMS物流系统的控制/决策层

3.2 FMS物流系统的建模过程

3.2.1系统静态分析及对象类划分

3.2.2对象类子网的ECPN单元建模

3.2.3集成系统ECPN模型

3.3本章小结

第四章FMS的物流死锁控制与分析

4.1国内外有关FMS死锁的研究现状

4.2基于ECPN的FMS物流死锁定义

4.3基于ECPN的多AGV物流死锁控制

4.4本章小结

第五章Visual Object Net ++环境下验证FMS物流的ECPN模型

5.1 Visual Object Net ++仿真环境

5.1.1 Visual Object Net ++仿真软件简介

5.1.2 Visual Object Net ++仿真软件的功能及组成

5.2 FMS物流系统ECPN模型的验证

5.3本章小结

第六章结论与展望

致谢

参考文献

附录(攻读硕士学位期间发表论文及科研情况)