多通道压力测试系统petri网建模及其性能分析

摘要

在我国，虽然航空动力研发得到了很大的发展，但是在大飞机动力研发方面还是非常薄弱。航空动力研发中，需要进行大量的实验，试验中需要测量的参数众多，压力是其中的一个参数。在发动机压力测试系统中，需要测量的压力点很多，整个测试系统比较复杂，所以系统的性能评估就比较重要。对此，本文应用Petri网理论，对多通道的压力测试系统建立Petri网模型，对测试系统的性能进行定性和定量研究，为更为复杂的测试系统性能评价和结构优化提供了理论基础。本文主要研究内容包括：
　　1、详细介绍了发动机处于稳态和过渡态时的多通道压力测试系统，为了使建立的模型更加简单，将压力测试系统按测试任务分成气路、压力采集、通信三个子块，分别建立了三个子块的广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Net，简称GSPN)模型。
　　2、根据多通道压力测试系统的特点，在稳态时，先建立一个模块的GSPN模型，再建立一个机箱的GSPN模型，最后建立整个512通道压力测试系统的GSPN模型。处于过渡态时，先建立一个采集卡的GSPN模型，然后建立整个系统4个采集卡的GSPN模型。该方法避免了由于测试系统复杂出现的状态空间爆炸问题。
　　3、利用所建立的GSPN模型，对压力测试系统的性能进行了分析。有可达、可逆、有界等定性的分析；也有定量的分析，根据所建立的GSPN模型的可达图和马尔科夫链推导出了测试系统系能分析数学公式，其性能包括系统各部分的利用率、单位时间内的激发次数、系统时间延迟、系统各部分之间的相互影响，并且给出了实验验证。通过系统的性能分析可以对测试系统进行优化。
　　4、利用Visual C++和Matlab开发工具设计了仿真界面。

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第一章绪 论

1.1研究背景和意义

1.2高空台、Petri网简介

1.3本课题研究的目的

1.4本文研究内容和章节安排

第二章 Petri网相关理论

2.1 Petri网的基本概念

2.2 Petri网的一些性质

2.3 Petri网的两种分析方法

2.4时间Petri网

2.5随机Petri网

2.6广义随机Petri网

2.7本章小结

第三章 高空台压力测试系统物理结构

3.1概述

3.2稳态压力测试系统

3.3过渡态压力测试系统

3.4本章小结

第四章稳态压力测试系统Petri网模型

4.1气路部分Petri网模型

4.2模块中压力采集部分Petri网模型

4.3通信部分Petri网模型

4.4 模块的Petri网模型及其性能分析

4.5模块的性能评价

4.6机箱的Petri网模型和性能分析

4.7系统的Petri网模型

4.8本章小结

第五章 过渡态压力测试系统Petri网模型

5.1气路和传感器部分的Petri网模型

5.2压力采集部分的petri网模型

5.3 VXI总线协议petri网

5.4采集卡的Petri网模型

5.5过渡态压力测试系统Petri网模型

5.6本章小结

第六章总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

附录：部分数据表