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基于微分Petri网的混杂系统建模与仿真

作　者: 吴玉波
导　师: 赵不贿
学　校: 江苏大学
专　业: 系统工程
关键词: 混杂系统 仿真 Petri网 Stateflow 协同约束弧 微分Petri网
分类号: TP301.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 296次
引　用: 2次
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内容摘要


混杂动态系统(Hybrid Dynamic Systems-HDS)是研究由连续型子系统和离散型子系统相互作用而构成的一类动态系统。近些年来，混杂系统的研究引起了计算机科学领域和控制领域学者的广泛兴趣，取得了不少研究成果。如何描述混杂系统的动态行为，并对模型进行仿真验证是混杂系统研究的热点。Petri网具有异步、并发、资源共享等优点，它不仅能够反映系统的静态性能，而且能够反映系统的动态性能。Petri网作为系统建模与分析的工具，已经在众多领域得到应用。Matlab是Mathworks公司推出的优秀软件，是对混杂系统进行建模分析的重要工具。Matlab是一种直观、高效的计算机语言，同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。本文首先对混杂系统进行了介绍，简要介绍了混杂系统建模的几种主要的方法和特点以及对混杂系统进行建模分析的软件工具。介绍了混合Petri网、时延Petri网、微分Petri网，并对P／T系统、混合Petri网、时延Petri网、微分Petri网在Matlab中的仿真进行了研究。引用了协同约束弧概念，它是将单个库所对变迁的简单逻辑约束关系扩展到多个库所对变迁复杂的协同约束，并将它引入微分Petri网，用以对具有状态反馈控制的混杂系统建模。本文在介绍Stateflow的基础上，讨论了如何将Stateflow和Simulink结合起来对这种带有协同约束弧的微分Petri网进行建模和仿真，仿真结果说明了方法的有效性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 问题的提出  9-12
  1.2 本文研究内容与研究意义  12
    1.2.1 研究内容  12
    1.2.2 研究意义  12
  1.3 本文的结构  12-13
第2章 混杂系统研究现状  13-27
  2.1 混杂系统的结构  13-16
  2.2 混杂系统的建模方法  16-21
    2.2.1 混合Petri网  16-18
    2.2.2 混合自动机  18-20
    2.2.3 时段演算  20
    2.2.4 混合逻辑动态  20-21
  2.3 混杂系统的分析  21-22
  2.4 混杂系统的仿真方法  22-27
    2.4.1 Matlab仿真  22-25
    2.4.2 混杂系统的其他仿真软件  25-27
第3章 基于Petri网模型的混杂系统仿真  27-63
  3.1 Petri网理论基础理论  27-35
    3.1.1 Petri网简介  27-29
    3.1.2 Petri网的基本定义:  29-31
    3.1.3 Petri网的基本性质  31-33
    3.1.4 Petri网的分析方法  33-35
  3.2 Stateflow简介  35-40
    3.2.1 Stateflow原理与应用  35-36
    3.2.2 Stateflow中的元素  36-40
    3.2.3 Stateflow和Simulink的结合  40
    3.2.4 用Stateflow对Petri网进行仿真方法  40
  3.3 P/T系统的Matlab仿真  40-45
    3.3.1 P/T系统概述  40-41
    3.3.2 基于P/T系统的Matlab建模与仿真方法  41-43
    3.3.3 仿真结果  43-45
  3.4 T-时延Petri网的Matlab仿真  45-49
    3.4.1 T时延Petri网概述  45-46
    3.4.2 基于T_时延Petri网的Matlab建模与仿真方法  46-49
  3.5 混合Petri网的Matlab仿真  49-53
    3.5.1 混合Petri网概述  49-51
    3.5.2 基于混合Petri网的Matlab建模与仿真  51-53
  3.6 微分Petri网的Matlab建模与仿真  53-63
    3.6.1 微分Petri网概述  53-54
    3.6.2 基于微分Petri网的混杂系统建模和仿真  54-57
    3.6.3 基于带协同约束弧的微分petri网的混杂系统建模与仿真  57-63
第4章 结论与展望  63-64
在学期间发表的论文  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 自动机理论
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