作为一类自动制造系统,柔性制造系统由统一的信息管理系统、物料存储和传输系统以及一组数字化的控制处理装置组成。它的出现意在高度自动化制造系统的效率与柔性之间建立一种平衡,尤其是对于小批量制造系统。然而,由于系统资源不足、不当的加工流程和资源分配导致了对有限资源的竞争,从而产生了死锁。Petri网是一种强大的图形和数学化的工具,它被广泛地应用于对柔性制造系统的建模。通过柔性制造系统的Petri网模型,人们可以方便的分析包括死锁在内的系统特征与性质。近些年,死锁预防引起了越来越多学者的关注,通过一种离线的计算机制,死锁可以在系统设计阶段就加以解决。一般地,死锁预防可以通过给Petri网模型添加控制库所来实现。为了得到结构简单的控制器,学者们尽其所能地减少添加的控制库所的数量,例如利用基本信标理论。与此同时,学者们也采用区域理论实现系统行为的最大许可。因此,基于结构分析的信标理论和基于可达图分析的区域理论成为了控制死锁的两个主流方向。由于信标方法的内在复杂性,难免要求解全部的系统信标,最终的受控网也稍显复杂。本文立足于函数配置技术,研究柔性制造系统的活性Petri网控制器设计方法。完成的主要工作如下:1.为了求解时延Petri网的死锁问题,基于基本信标理论,提出了一个死锁预防的方法。该方法不需要求解所有的可达状态,而是通过为基本信标添加控制库所和根据需要增加控制深度变量来实现。然后移除隐式库所、活性受限库所和冗余控制库所来简化受控网结构。最终的控制器是活的。实现步骤简单描述为:首先,将时延网(Td PN)拉伸为拉伸网(SPN)。在不改变系统性能的情况下,拉伸网的每一个变迁都具有一个单位时延。此时,时间因素对于原网的约束可以忽略。然后,针对每一个基本信标,添加一个控制器使其不变式受控。检测冗余信标的受控性,通过需要时增加深度变量使得每一个冗余信标受控。从而,没有信标可被清空。接着,移除隐式库所和活性受限库所。将拉伸网还原成时延网,并剔除冗余控制库所后,得到了结构简单的时延Petri网监督控制器。2.基于可达图和变迁优先权,提出了一种活性监督控制器设计方法。首先,给定一个Petri网,求解其可达图。可达标识可以分为四类,即好的、危险的、坏的、死的。为了防止系统进入坏的和死的标识,定义了一类带优先权的Petri网。根据变迁优先权的定义,如果有几个变迁同时使能,则只有优先级最高的那些变迁可以发射。提出了一个算法,通过求解得到的一个优先级向量,将死的和坏的标识从可达图中剔除。考虑到局部孤立自环(LIL)的存在,提出了另一个算法用于剔除局部孤立自环,从而实现了系统的活性。在优先权约束的变迁发射系列下,活性受控系统具有最简单的结构。3.基于柔性制造系统的Petri网模型中操作库所的容量约束,针对具有充分初始标识的WS3PR网和S4R网,提出了一种新的求解活性监督控制器的方法。首先,定义了一类带容量的Petri网。针对上述两类存在死锁的子网,确定其初始容量向量。根据所给出的算法,以迭代的方式计算最终的容量向量。每一步迭代中,一个操作库所的容量减少一个数量。其目的是为了防止某一资源被一条加工进程过度使用(占用),而这也是导致死锁的一个重要原因。迭代一直持续到网系统变活为止,此时得到的容量向量,即为最终的容量约束向量。可以证明,该迭代算法是收敛的。考虑到容量约束可能存在冗余,论文也给出了冗余检测和消除算法。所给出的算法保证了系统的活性和较高的资源利用。而且,提出的算法并不需要计算网系统的可达图和严格极小信标。与传统方法相比,受控网具有更加简单的结构和较低的计算复杂度。该方法直观、易于理解和应用。4.基于时间约束,针对一类特殊的S3PR网,提出了一种柔性制造系统活性监督控制器设计方法。在时间约束下,使能变迁的发射序列受到控制,使得系统不会进入死的、坏的状态以及局部孤立自环。从而实现了死锁预防的目的。时间网概念的引入使得文中提出的方法与传统死锁控制方法不同,与传统控制方法相比,论文中所提出的方法具有更加简单的结构。