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测试系统向着智能化、自动化、网络化方向发展,测试系统自身的结构和组成变得很复杂,传统的系统设计方法已不能满足要求,迫切需要新的系统设计理论和方法,用于对系统建立模型,正确进行系统特性分析及评价,从而更合理地设计、优化和控制系统。对此,本文应用Petri网理论,对测试系统进行定性和定量研究,分别建立了测试系统(包括系统整体、硬件电路、总线协议、软件等)的几种类型Petri网模型,对模型进行分析和计算,研究对测试系统建模的方法和分析技术,同时对Petri网的理论和应用进行扩展。作者的主要工作有以下五个方面: 1.对典型电路、测试总线协议、智能仪器的软件设计等进行建模,尤其是针对一个实际的航空发动机高空试验台综合参数自动测试系统,建立了完整的多层次的扩展时间Petri网(ETPN)模型,总结出了测试系统建模的一般方法。建立的抽象ETPN模型能够正确、形象、清楚、严格地表示测试系统的结构及各组成部分之间的复杂关系,ETPN模型的运行表示了系统的动态工作过程。建模的对象包括测试系统中常用的模拟电路、数字电路、A/D转换电路、存储器电路、总线、CPU、DSP、软件等,尤其是对硬件电路建模及软硬件结合建模的工作是开拓性的。这些方法不仅仅适用于测试系统,并且可推广用于其他由硬件电路、计算机和软件组成的系统。 2.利用所建立的ETPN网,对系统进行了特性分析。既有定性的分析,如可达性、活性、有界性、安全性、守恒性和公平性等,也有定量的分析,如电路执行时间、采集任务完成时间、工作速率等。并且通过分析,得到变迁(代表电路或任务)之间的时间和资源约束关系,用于指导系统的结构设计、电路设计和软件设计。 3.在ETPN模型中,变迁的执行时间是固定的,而实际的系统由于多种原因使变迁的执行时间具随机性,有学者提出了变迁的执行时间满足负指数分布的广义随机Petri网(GSPN)模型。鉴于此,本文利用GSPN,对测试系统建模和分析。在对GSPN的可达状态通过消去瞬时