作为一类自动制造系统,柔性制造系统是由计算机数控机床与物料传输系统组成的,可以高效地制造中小型批量产品的计算机控制系统。然而,由于系统中的资源竞争,导致了死锁的发生。死锁会使整个或部分系统暂停,在某些情况下可能带来巨大经济损失乃至发生灾难性的影响。因此,在设计柔性制造系统监督控制器时,死锁是一定要考虑与处理的问题。制造系统大多具有离散事件动态系统的特征,Petri网被认为是强有力的建模和分析工具。国内外学者们提出了多种方法来处理柔性制造系统中的死锁问题。死锁预防,它通过离线的方式建立一种相对固定的资源使用序列,在系统设计阶段添加相应的约束,使得系统设计和规划阶段就已经将死锁问题攻克,避免了运行中因处理死锁而降低生产效率。(1)本文针对一类Petri网模型(S~3PR网),给出了一种基于变迁优先权的死锁预防策略。首先,对给定的S~3PR网的可达状态进行分析,利用区域理论对系统中所有的可达状态进行划分,即分为好标识、危险标识、坏标识、死锁标识和局部孤立自环标识五类。其中,一个网系统的合法状态是危险标识和好标识组成的,其它三类为非法状态(坏标识、死锁标识以及局部孤立自环标识)。然后,为了防止系统进入非法状态,本文给出了可达图中涉及非法标识的子类结构,针对不同子类对变迁优先权进行设置,保留合法的分支结构。(2)本文给出了一种基于Petri网新的扩展模型,给Petri网的变迁设置不同等级的优先权:一个拥有高优先权的变迁就会比拥有低优先权的变迁优先触发。带有变迁优先权向量的Petri网模型跟一般网模型不相同之处在于,把优先权放置于变迁上,对于具有相同输入库所且使能的一些变迁,变迁上的输入弧具有不一致的优先权等级,触发的先后顺序就要改变。本文通过变迁优先权的方法,使系统到达不同的状态,进而达到控制目标。(3)最后,本文给出了两种控制算法得到了网系统的变迁优先权向量。第一种为迭代算法,即采用每次剔除一个非法状态,得到一个变迁优先权向量,如果在该向量的控制下网系统仍然不活,那么在形成的新网中重复以上的步骤,直到所有的非法状态全部移除,实现受控网的活性;第二种为直接控制算法,即采用一次性剔除网系统中所有的非法状态,将得到的变迁优先权向量添加到网系统中,实现其活性。本文建议采用直接控制算法。由于传统的死锁控制策略大都是对网系统添加控制库所,这样会使得系统的结构变得更加复杂。本文的方法只需给网系统中的每个变迁施加不同的优先权,即可实现网的活性。该方法直观、适用性强、使用方便,受控网具有简单的结构。