图模块以后，AESM为具有S 4If特征的系统，它的关键库所 记为
[0061] 注：AESM的关键库所要注意区分标志图模块和其他部分，因此要分开来考虑。标 志图模块的关键库所就按照定义2来确定，其他部分的关键库所，需要暂时把标志图模块 看作是一个库所，按照定义3来确定。
[0062] 参见图1，原Petri网与控制器构成一个反馈的系统。注意，这里的控制器就是本 发明提出了分布式控制方法。控制器先采集原系统的状态，根据原网的状态，通过运行该方 法，得到确保无死锁性的可发射的变迀Tdf，最后为了确保系统的许可性，随机输出指令，BP 输出Tdf中一个可发射的变迀t，进而系统收到指令，发射t，进入下一个状态，控制器重新采 集当前状态进行预测仿真。这一过程可由图1表示，M表示原Petri网输出的状态。
[0063] 由于无需考虑全局信息，该本发明的控制方法可以动态并且实时地产生事件发生 序列。不难看出，该序列不唯一，每个序列能够独立地引导整个系统从初始状态前进至目标 状态。在极端的情况下，当除自身以外的进程都处于初始状态时，任意进程中的特定托肯必 定能够到达目标位置；然后，所有的资源都被释放，该进程中的其他托肯重复上述步骤，直 到全部到达目标位置。
[0064] 下面通过一个具体实施例进行详细说明。
[0065] 首先，本发明提出一种新的Petri网结构，即Augmented Extended State Machine，中文翻译为增强型扩展的状态机，简称AESM。它将装配操作嵌入到柔性加工路径 中，代表了更为复杂的加工工艺流程，意味着柔性加工路径中，还可以存在分流操作和装配 操作，以及它们之间的平行加工进程。装配操作用标志图模块来表示。AESM由下边定义一 步一步递进给出。
[0066] 定义5 -个简单的状态机，记为SSM，是一个强连接的状态机，表示为N = (P，T，F)，其中，P= {p。} U PA，p。是闲置库所，p e PA，PA是活动库所集合，N中的每一个环 路均包含P。。
[0067] 定义6 -个标志图模块B(TS，〇可以由满足一下要求的Petri网来表示： 1) \ = 0，G > h: 2) < =必，I之1; 3)、与％之间的子网络是一个标志图。参见 图3，图3中是3个标志图模块说明图，其中，图3 (a)和图3 (b)都是标志图模块，而图3 (c) 不是标志图模块，因为图3(c)中含有内部的环路，标志图模块不能含有内部的环路。
[0068] 定义7在SSM中，用标志图模块逐步地替代其中的活动库所以及活动库所前置集 和后置集，就可以得到扩展的状态机，记为ESM。
[0069] 图4(a)是一个简单的状态机，用图3(a)中的标志图模块替代图4(a)中的 {t3, p5, t5}，其中，标志图模块中的tn、t15分别替代图4 (a)中的13、t5。由此，一个ESM就得 到了。
[0070] 定义8 -个增强型扩展的状态机N = (P，T，F，W)记为AESM，它要满足以下条件：
[0071] LP = PqU PaU Pr，其中P。是闲置库所的集合，
Pa是活动库所 的集合，
对于任意的i，j e NK，i辛j，
？1?是资源库所的集 合
[0072] 2· 对于每一个i e Νκ，巧竽故，对于任意的i，j e NK，i乒j， 7] η τ, = § ;
[0073] 3·对于每一个i e Νκ，（补充字母含义）
是一个ESM ;
[0074] 4.对于每一个r e Pr，存在唯一的最小的P-半流X# N |Ρ|，使得{r}=
[0075] 参见图5,图5是一个AESM的实例结构图。其中，有三个进程，分别是J1= {Pl，p2，P3, P4, Ρδ，P7, P9}，J2 - {ρ 1，Ρ2, Ρδ，Ρ8, Ρ9}，J3 - {ρ 10, Pll, Pl2, Pl3, Ρ14} 0 其中的{Ρ3, Ρ4, Ρδ，Ρ7}疋 一个标志图模块，t2, t7分别代表了分流操作和装配操作。J 包含一个标志图模块，因此 它的关键库所是一个统一体，即<P6, P7>。1和J 3的关键库所分别是P 8和P 13。O i= <t ^ t 10，t3, tn, t6, t12, t8, t13, t9, t14〉，σ 2 -〈t t10, t2, tn, t4, t5, t12, t7, t13, t9, t14〉，〇 i、σ 2疋两个 发射序列，可以保证系统无死锁地运行。
【主权项】
1. 一种自动制造系统的分布式控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 初始化，使L = 0，7W = I其中，1^是使能的变迀的集合，T df是使自动制造系统 无死锁运行的变迀的集合； 2) 采集自动制造系统当前的状态M ; 3) 根据当前状态M，检验自动制造系统中每一个变迀是否使能，若^是使能的，则Tot = Tai+ItJ，其中1^是自动制造系统中任意一个变迁； 4) 判断Tot中的任意一个元素 t是否位于表示装配操作的标志图模块中； 5) 当Tot中的任意一个元素 t位于表示装配操作的标志图模块中时，模拟发射元素 t ; 6) 当t e Tot，并且t不位于表示装配操作的标志图模块中时，模拟发射变迀t，若当 如的资源能够支持发射变迁t对应的移动的托肯到达中的一个关键库所，那么T af = Tdf+{t}，否则，t € 7V，进行步骤4);其中，Cs4ir是系统中标志图模块被一个库所以及它的 前置集和后置集整体代替以后的系统的关键库所的集合； 7) 当Tot中所有的变迀都检测完毕后，得到使得系统无死锁运行的变迀的集合Tdf，输出 任意t e Tdf，自动制造系统发射t，进入到下一个状态，然后再返回步骤1)。2. 根据权利要求1所述的自动制造系统的分布式控制方法，其特征在于，所述步骤5) 具体包括以下步骤： 5. 1)若当前的资源能够支持发射t对应的移动的托肯到达关键库所统一体中的一个 子关键库所，并且在表示装配操作的标志图模块的其他所有平行进程中，分别存在托肯能 够到达该关键库所统一体中对应的子关键库所时，T df= Tdf+{t}; 5. 2)若当前的资源能够支持发射t对应的移动的托肯到达关键库所统一体中的一个 子关键库所，并且在表示装配操作的标志图模块的其他所有平行进程中，不存在托肯能够 到达该关键库所统一体中的子关键库所时，则t g ，进行步骤4); 5. 3)若当前的资源不能支持发射t对应的移动的托肯到达关键库所统一体中的一个 子关键库所，则t $ 7V，进行步骤4)。3. 根据权利要求1所述的自动制造系统的分布式控制方法，其特征在于，所述标志图 模块的关键库所统一体的集合与系统中标志图模块被一个库所代替后的系统结构的关 键库所的集合C s4ir的并集为整个自动制造系统的关键库所的集合C。4. 根据权利要求1所述的自动制造系统的分布式控制方法，其特征在于，所述标志图 模块的关键库所统一体为若干个子关键库所所组成的序偶；子关键库所分别分布在各个平 行进程中，并且子关键库具有相同的类型；关键库所统一体中子关键库所的个数等于该标 志图模块的平行进程的条数。
【专利摘要】一种针对将装配操作嵌入到柔性加工路径中的自动制造系统，首先根据系统的当前状态，得出可以使能的变迁的集合Ten；进而判断Ten中每个元素是否可以保证系统无死锁运行。判断的依据是：模拟发射元素t∈Ten，根据t的位置，若当前资源可以支持对应的托肯抵达一个关键库所/关键库所统一体的子关键库所，针对关键库所统一体的情况，需要保证装配操作的其他平行进程的托肯都能抵达各自对应的子关键库所，那么t∈Tdf。当所有的变迁都检测完毕后，得到Tdf，发射t∈Tdf，进入到下一个状态，重新判断。本发明能够保证系统的无死锁性，并尽可能的获得较大的许可性，采用边预测边控制的方式，实现实时的在线的控制。
【IPC分类】G06Q10/04, G05B19/418, G06Q50/04
【公开号】CN105184385
【申请号】CN201510434111
【发明人】胡核算, 陈晨
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月22日