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由于庞大的用户需求和激烈的市场竞争,自动制造系统已经经历了实质性的变化。自动制造系统通过减少成本、改善产品质量和增加生产率来帮助企业迎合激烈的市场竞争。一般而言,自动制造系统是由多个并发的进程组成的。通过使用一系列高度自治的资源,例如:自动处理装置、缓冲器、机器人和数控机床,自动制造系统能够加工生产各种各样的产品。为了获得最终的产品,系统中的资源和路径会形成复杂的交互。当资源分配不合理,一些工件等待或者请求被其他工件占用的资源,而其他工件不能使用被那些工件占用的资源。这将会使得这些工件处于一个循环等待资源的状态。因此,死锁状态就会出现,它将会造成部分或者整个系统停滞,给企业带来巨大的经济损失。自动制造系统能够被归类为离散事件系统,它的动力学行为是使用监督控制原理同步地和异步地使能或者失能一系列的事件。通过使用有限状态自动机或者Petri网对自动制造系统建模,研究者已经提出了各种各样的监督控制方针去实现系统的无死锁控制。在过去的三十年里,研究者已经在解决死锁的问题上取得了显著的成就。然而,大多数的控制方针是基于资源不会故障的假设。在实际的系统中,制造研究者都知道资源故障是一个常见的问题。资源故障来自各种各样的原因,包括组件失灵、工件缺失、传感器故障和工具破损。当任何资源发生故障时,那些已经存在的死锁控制方针将不能适用于发生资源故障的系统。被控的系统就会停止操作直到故障资源被修复。这将会给大规模的系统带来灾难性的后果。因此,排除行为上较低水平的控制问题,系统的稳健性是控制中另一个重要的问题。对于一个发生了资源故障的系统,系统仍然能够进行加工生产,这个系统就是稳健的。根据资源是否会发生故障,它们被分为可靠的和不可靠的资源。这就需要研究者研究稳健型监督控制方针去解决具有不可靠资源的自动制造系统中不期望的资源故障问题。由于Petri网具有并发性、简约性和可构造性等特点,在本学位论文中,它将被用来自动制造系统建模。本学位论文致力于研究具有复杂结构的自动制造系统的稳健死锁控制问题。主要的研究成果总结如下:1.针对具有装配操作和多个不可靠资源的自动制造系统,致力于解决资源故障问题。从而确保系统在资源发生故障的情况下,不需要故障资源的进程仍然能顺利地运行。在这个系统中,每个加工阶段允许使用多个类型和多个数量的资源。首先,基于加工进程的最小资源要求,提出一种资源限制策略。该策略用来控制资源分配以至于有用的资源始终足以支撑不需要故障资源的进程顺利地运行。其次,通过使用上述资源限制策略和一种向前预测的控制策略,给自动制造系统合成一种稳健型监督控制方针。在该方针的控制下,一旦资源发生故障,剩余路径中需要故障资源的工件就会进入到一个特殊的库所,从而释放共享资源来确保那些不需要故障资源的工件继续被加工。2.现有的稳健型监督控制策略要么适用于具有装配操作的自动制造系统或者具有灵活路径的自动制造系统,然而没有适用于具有这两种结构的方法。因此,针对一种具有装配操作和灵活路径的自动制造系统,研究一种稳健型监督控制策略来合成稳健控制器。它能控制资源分配和路径选择以至于在剩余路径中需要故障资源而停滞的工件不会影响不需要故障资源的工件继续加工。为了改善系统的许可性,相较于上述资源限制策略,提出一种改善的共享资源限制策略,它能允许在剩余路径中需要故障资源的工件分布在共享资源的缓冲空间中。通过结合这个共享资源限制策略和一种向前预测控制策略,综合一种稳健型监督控制策略来控制资源分配。当资源发生故障时,剩余路径中需要故障资源的工件停止在当前位置,剩余路径中不需要故障资源的工件能被继续加工。3.自动制造系统中的每个资源被认为是一个工作站,它是由一个服务器和多个缓冲器组成的。资源故障意味着对应的服务器不能工作,而缓冲器还能继续地存储工件。基于这种系统资源建模方式,针对具有一个不可靠资源的自动制造系统,采用离线的方式研究其稳健死锁控制问题。系统的每个加工阶段允许多个类型和多个数量的资源使用。首先,基于上述资源限制方针,提出一组不等式。对其中的每个不等式设计一个控制库所来控制一组库所中托肯的分布。控制库所中的变量是由整数线性规划计算得到的。其次,给原始的系统添加所得到的控制库所,就会得到一个扩增的系统网。通过列举系统网中所有的严格极小信标,给每个严格极小信标添加一个控制库所来确保系统的活性。最终,合成一个稳健型阻止控制器,它能够确保被控系统在没有故障资源的情况下顺利地操作。当一个资源故障发生时,在剩余路径中不需要故障资源的工件可以继续地被加工。4.自动制造系统资源中的每个托肯被考虑成一个服务器。资源故障只需要移走当前故障的服务器,而剩余的服务器还可以继续地加工工件。基于这种资源建模方式,针对具有多个不可靠资源的自动制造系统,研究它们的稳健监督控制问题。通过分析研究,已经存在的方法要么是枚举所有的信标或者是完美资源变迁回路。但是它们的数量总是随着系统网的规模以指数方式增长。这意味着所合成的控制器具有相当复杂的结构。因此,通过使用死锁检测的策略,提出一种新的稳健死锁控制方法,从而避免信标或者完美资源变迁回路的列举。在一个使用一组线性规划得到的死锁状态下,基于一类特殊的回路,针对具有多个不可靠资源的自动制造系统,提出一种有效的方法进行迭代地控制死锁,从而确保被控制的系统在资源发生故障时还能够继续地运行。