基於事件控制函數的離散事件系統監控器及其控制方法

2023-04-24 16:51:16 2

專利名稱：基於事件控制函數的離散事件系統監控器及其控制方法
技術領域：
本發明屬於離散事件系統的控制領域，尤其涉及到離散事件系統的監督控制方法。
背景技術：
隨著計算機科學、通信和傳感器技術的發展，以柔性製造系統為代表的離散事件系統在工業生產和日常生活中湧現得越來越多，如計算機和通信網絡、交通控制系統、高度集中指揮、控制、通信和信息系統、車輛和大型建築中的先進監控系統、智能交通系統，分布式軟體系統等等。這些系統的行為都是由人類制定的運行規則來管理。以往的監督控制方法都是將離散事件系統的模型、系統的控制指標以及系統監督控制器的設計建立在有限狀態自動機模型上，從而建立起一套建模、分析和綜合控制器的方法。 但是隨著離散事件系統規模的擴大，有限狀態自動機模型的建模變得很複雜和困難，因此如何對這類系統進行建模是一個很實際的問題。另外，基於有限狀態自動機模型所設計的監督控制器(簡稱控制器)也隨著被控對象模型的複雜而變得龐大。已有文獻指出，基於有限狀態自動機模型設計控制器的綜合算法與被控系統的狀態數呈多項式關係。系統總的自動機模型是由系統各個組件的自動機模型經過同步積得到，系統的狀態數和系統中組件的個數呈指數關係，也就是說，基於有限狀態自動機模型設計控制器的綜合算法與系統的狀態數呈指數關係，這就是所謂的控制器規模隨著狀態數的增長呈現出「爆炸式」增長問題。因此，對於較大規模(指系統狀態數規模)的系統，基於自動機模型的監督控制器難以被實現。注意到系統的動態過程可以由各個組件的動態過程的組合來表示，比如系統的狀態可以表示為各個組件的狀態的叉積形式，系統的狀態轉移函數也可以表示為各個組件中狀態轉移函數的叉積。系統的控制指標可以表示為各個組件的狀態組成的集合併且該集合以謂詞形式給出，系統的監督控制器可以表示為事件的控制函數，該函數是關於系統中各個組件狀態的函數。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種基於事件控制函數的離散事件系統監督控制器，包括控制裝置，其特徵在於，根據不同的控制任務，所述控制裝置包括若干個控制單元，一個管理單元，一個事件選擇單元和一個系統狀態跟蹤單元。所述系統狀態跟蹤單元包含事件接收單元，狀態記憶單元，系統每個組件的抽象模型和狀態組合單元。其特徵在於，事件接收單元接收系統當前執行的事件；狀態記憶單元記憶上一時刻系統各個組件所處的狀態；系統各個組件的抽象模型包含系統的動態過程，即系統狀態轉移過程信息，根據系統當前執行的事件和記憶單元中存儲的上一時刻的狀態，可以決定該組件當前時刻所處的狀態，並且把該狀態輸出給狀態組合單元和狀態記憶單元。狀態組合單元根據系統各個組件輸出的當前時刻所處的狀態，組合出整個系統當前時刻的狀態，並且輸出給各個控制單元和管理單元，以此完成系統狀態跟蹤的任務。所述控制單元和管理單元具有相似的結構，其特徵在於，包括一個控制決策單元和一個事件輸出單元。控制決策單元由每個事件的控制函數組成，因此是一個控制函數的序列。每個控制單元的作用是使被控系統滿足一部分控制指標的要求。管理單元的作用是管理各個控制單元，協調各個控制單元的輸出，使被控系統最後是非阻塞的。所述控制函數決定哪些事件能夠發生，並且把能夠發生的事件輸出給事件輸出單元。事件輸出單元把該控制單元或者管理單元中能夠發生的事件匯集成一個集合，輸出給事件選擇單元。所述事件選擇單元根據控制單元和管理單元的事件輸出，決定哪些事件能夠被控制裝置使能，即能夠發生。本發明還提供了一種基於事件控制函數的離散事件系統監督控制器的控制方法，其特徵在於，包含以下步驟
第一步，分析系統特徵，定義事件和狀態，建立系統中各個組件的抽象模型。第二步，分析被控系統的控制指標，根據不同的控制任務，將總的控制指標劃分為若干個子控制指標，並對每個子控制指標以事件控制函數的形式給出控制規則，構成各個控制單元。根據這些控制規則，給出以事件控制函數形式的管理單元的規則。第三步，對被控系統進行控制。本發明通過控制事件的發生與否實現對被控系統的控制。根據當前被控系統中發生的事件和當前被控系統所處的狀態，各個控制單元和管理單元輸出各自的使能事件集合，然後事件選擇單元選擇那些被所有控制單元和管理單元都使能的事件作為該狀態下能夠發生的事件，控制裝置把這些事件反饋給被控系統，其他事件都將被控制裝置禁止，不能發生。對於該控制方法，優選的技術方案為，第一步，建立系統中各個組件的抽象模型，該抽象模型選用自動機模型。對於每個組件的自動機模型，都用列表的形式來表示狀態轉移關係，列表包含三列第一列存儲源狀態，第二列存儲事件，第三列存儲目標狀態。這樣列表中每一行的三個元素就構成了〈源狀態，事件，目標狀態〉的三元組，其中源狀態代表當前系統所在的狀態，事件代表在當前狀態下能夠發生的事件，目標狀態代表在當前狀態下如果事件發生，系統將達到的下一個狀態。如果在一個源狀態下有多個事件發生，假設為j(j>l)個事件，那麼在列表中需要j行來表示這種情況，即第一行表示〈源狀態，事件1，目標狀態1>，……，〈源狀態，事件j，目標狀態j>。各個組件的抽象模型的建立步驟如下步驟201，定義系統各個組件中的事件和狀態集合，不同的事件和狀態相應的事件名和狀態名不能相同。步驟202，把初始狀態作為第一個源狀態寫入狀態轉移關系列表的第一行第一列的位置。步驟203，分析組件的動態過程，確立在該源狀態下能夠發生的事件，假設有j個事件。步驟204，把第一個事件寫入該行第二列的位置，然後確定該源狀態在第一個事件發生後所到達的狀態，並且把該狀態寫入該行第三列的位置，即目標狀態。步驟205，把該源狀態寫入下一行第一列的位置，把下一個事件寫入該行第二列的位置，然後確定該源狀態在該事件發生後所到達的狀態，並且把該狀態寫入該行第三列的位置，即目標狀態。
步驟206，重複上述步驟205直到和j個事件相對應的j個轉移關係全部寫入列表。步驟207，把列表第三列的第一個目標狀態寫入列表接下來一行的第一列位置，把它當做一個源狀態，重複步驟203到步驟206，把該源狀態下的所有轉移關係都寫入列表。步驟208，取列表第三列的下一個目標狀態。步驟209，判斷該狀態是否已經在列表的第一列裡，如果否，執行步驟210 ;如果是，執行步驟211。步驟210，把該狀態寫入列表第一個空行的第一列 位置，回到步驟207。步驟211，判斷該狀態所在的列是否是列表的最後一列，如果否，回到步驟208 ;如果是，執行步驟212步驟212，整個抽象模型的建立過程結束，所得到的列表即為組件的自動機模型。更進一步優選的技術方案為，第二步，對每個組件定義一個全局唯一的變量，變量的取值範圍分為是該組件的狀態空間，控制規則和管理規則是每個事件關於這些變量的函數。第二步包含以下步驟步驟301，根據不同的控制任務，將系統的控制指標劃分為若干子控制指標；步驟302，對每個子控制指標定義以事件控制函數形式的控制規則；步驟303，定義管理單元的以事件控制函數形式的控制規則。再進一步優選的技術方案為，第三步，對被控系統進行控制，包含以下步驟步驟401，控制裝置接收由被控系統發送的當前發生的事件信息；步驟402，系統狀態跟蹤單元中的事件接收單元接收到該事件；步驟403，系統狀態跟蹤單元中的各個組件模型讀取狀態記憶單元中存儲的該組件的上一時刻的狀態；步驟404，各個組件模型讀取事件接收單元中的事件；步驟405，各個組件模型根據上一時刻的狀態和剛發生的事件，從狀態轉移列表中獲得該組件當前的狀態；步驟406，各個組件把當前狀態傳輸給狀態記憶單元，更新狀態記憶單元中存儲的狀態為當前狀態；步驟407，各個組件把當前狀態傳送給狀態組合單元；步驟408，狀態組合單元把各個組件獨立的狀態組合為系統當前的狀態，並且把該狀態傳送給各個控制單元和管理單元；步驟409,對每一個控制單元i (i=l,…，η),控制決策單元i接收到當前系統的狀態信息，每個事件的控制函數根據當前系統狀態決定該事件是否能發生，如果能，把該事件發送給事件輸出單元i。事件輸出單元把所有能夠發生的事件組成一個集合，發送給事件選擇單元；步驟410，對管理單元，控制決策單元接收到當前系統的狀態信息，每個事件的控制函數根據當前系統狀態決定該事件是否能發生，如果能，把該事件發送給事件輸出單元。事件輸出單元把所有能夠發生的事件組成一個集合，發送給事件選擇單元；步驟411，事件選擇單元根據各個控制單元和管理單元發送來的使能事件集合，選擇那些被所有控制單元和管理都使能的事件作為系統當前狀態下能夠發生的事件，並且把這些事件組成集合反饋給被控系統。本發明的有益效果是本發明中，各個控制單元和管理單元的系統狀態跟蹤單元主要由各個組件的抽象模型並行運行來組成，不需要求各個組件的同步積，因此，對較大規模的系統依然能設計出可行的監督控制器。本發明中，針對不同的控制任務(指標)，給出相對獨立的控制規則，有利於結構分散並且控制任務多變的系統使用，當系統添加控制任務或者減少控制任務時，只需要添加或者刪除相應的控制單元，然後再修改管理單元即可，不需要修改其他的控制單元。本發明引入了管理單元來管理各個控制單元，保證最終的閉環控制系統非阻塞。
本發明提出的以事件控制函數為基礎的離散事件系統監督控制器，能夠有效的避免控制器狀態爆炸式增長問題，解決了一類離散事件系統的控制問題，當系統狀態數達到1010時，依然能夠設計出可用的監督控制器，並且保證閉環系統的運行特徵滿足控制指標的要求且是非阻塞的。


圖I為本發明中的監督控制器的結構示意圖。圖2為系統狀態跟蹤單元的結構示意圖。圖3為各個控制單元的結構示意圖。圖4為管理單元的結構示意圖。圖5為被控系統各個組件抽象模型的建立流程示意圖。圖6為對被控系統進行控制的流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做詳細描述。一種基於事件控制函數的離散事件系統監控器及其控制方法。以下具體說明所述監控器的結構和控制方法的具體實施過程。首先對本發明提出的基於事件控制函數的離散事件系統監控器的結構進行詳細說明。如圖I所示，圖I中的控制裝置時被發明所涉及到的監控器的結構示意圖。它包含系統狀態跟蹤單元，控制單元I 控制單元n，管理單元，事件選擇單元。圖2所示為系統狀態跟蹤單元的結構示意圖，它包含事件接收單元，狀態記憶單元，組件I的抽象模型 組件k的抽象模型，狀態組合單元。圖3所示為控制單元i的結構示意圖，它包含控制決策單元i和事件輸出單元i。圖4為管理單元的結構示意圖，它包含控制決策單元和事件輸出單元。在本實施例中，被控離散事件系統內部包含多個事件傳感器，檢測事件是否發生，以及相應的執行器，來產生事件。假設被控離散事件系統由k個組件組成，分別為組件I 組件k，第i個組件有mi個狀態，各個組件的狀態表示如下第一個組件為Ql=(qlO, qll, ql2,…，qlml)，第二個組件為 Q2= (q20, q21, q22,…，q2m2)，…，第 k 個組件為Qk=CqkO, qkl, qk2,…，qkmk)，因此系統的狀態為Q=Ql X Q2 X……XQk ;系統的控制指標有η個控制任務,因此需要η個控制單元,分別為控制單元I 控制單元η。
在本實施例中，監控器各組成部分的優選結構如下在系統狀態跟蹤單元中狀態記憶單元是監控器內存中的一片存儲空間，採用〈組件，狀態〉對的形式存儲各個組件當前的狀態。比如，組件I當前的狀態為ql5，則狀態記憶單元中存儲〈組件1，ql5>來表不。組件I一組件k的抽象模型採用自動機模型來表示，具體到本實施例中，採用狀態轉移列表來表不。狀態組合單元把各個組件輸出的狀態組合成一個集合，來表示系統狀態。
在控制單元i (i=l，…，η)和管理單元中控制決策單元i和控制決策單元都是事件控制函數的序列。在本實施例中，事件的控制函數採用邏輯表達式的形式，對系統每個組件定義全局唯一的一個邏輯變量，組件I為V1,…，組件k為vk，各個邏輯變量的取值範圍為該組件的狀態空間，比如V1可以等於qll，ql2等Ql中的狀態。比如，對於事件σ，如果該事件在系統狀態(qll, q21，q32)下能夠發生，那麼該事件的控制函數為f ( σ ) E Vl = qll 八 V2 = q21 八 V3 = q32再比如，如果一個事件β的控制函數如下所示f (β ) = V1 = ql2 Λ V2 = q23 Λ V3 = q35那麼，就表示事件β可以在狀態(ql2，q23，q35)下發生，此時，控制函數f(i3)的值為邏輯I。事件輸出單元i和事件輸出單元將相對應的控制決策單元i和控制決策單元中值為邏輯I的那些控制函數相對應的事件組合為一個集合，並且發送給事件選擇單元。事件選擇單元進行的是事件集合的與操作。將各個控制單元和管理單元發送來的使能事件集合進行與操作，選擇那些能夠被所有控制單元和管理單元都使能的事件作為該狀態下系統能夠使能的事件。接下來，對本發明提供的控制方法的具體實施過程進行詳細的說明。所述過程包含以下步驟第一步，分析系統特徵，定義事件和狀態，建立系統中各個組件的抽象模型，即自動機模型。第二步，分析被控系統的控制指標，根據不同的控制任務，將總的控制指標劃分為若干個子控制指標，並對每個子控制指標以事件控制函數的形式給出控制規則，構成各個控制單元。根據這些控制規則，給出以事件控制函數形式的管理單元的規則。第三步，對被控系統進行控制。本發明通過控制事件的發生與否實現對被控系統的控制。根據當前被控系統中發生的事件和當前被控系統所處的狀態，各個控制單元和管理單元輸出各自的使能事件集合，然後事件選擇單元選擇那些被所有控制單元和管理單元都使能的事件作為該狀態下能夠發生的事件，控制裝置把這些事件反饋給被控系統，其他事件都將被控制裝置禁止，不能發生。對於該控制方法，優選的技術方案為，第一步，建立系統中各個組件的抽象模型，該抽象模型選用自動機模型。對於每個組件的自動機模型，都用列表的形式來表示狀態轉移關係，列表包含三列第一列存儲源狀態，第二列存儲事件，第三列存儲目標狀態。這樣列表中每一行的三個元素就構成了〈源狀態，事件，目標狀態〉的三元組，其中源狀態代表當前系統所在的狀態，事件代表在當前狀態下能夠發生的事件，目標狀態代表在當前狀態下如果事件發生，系統將達到的下一個狀態。如果在一個源狀態下有多個事件發生，假設為j(j>l)個事件，那麼在列表中需要j行來表示這種情況，即第一行表示〈源狀態，事件1，目標狀態1>，……，〈源狀態，事件j，目標狀態j>。各個組件的抽象模型的建立步驟如下步驟201，定義被控系統各個組件中的事件和狀態集合，不同的事件和狀態相應的事件名和狀態名不能相同。步驟202，把初始狀態作為第一個源狀態寫入狀態轉移關系列表的第一行第一列的位置。 步驟203，分析組件的動態過程，確立在該源狀態下能夠發生的事件，假設有η個事件。步驟204，把第一個事件寫入該行第二列的位置，然後確定該源狀態在第一個事件發生後所到達的狀態，並且把該狀態寫入該行第三列的位置，即目標狀態。步驟205，把該源狀態寫入下一行第一列的位置，把下一個事件寫入該行第二列的位置，然後確定該源狀態在該事件發生後所到達的狀態，並且把該狀態寫入該行第三列的位置，即目標狀態。步驟206，重複上述步驟205直到和j個事件相對應的j個轉移關係全部寫入列表。步驟207，把列表第三列的第一個目標狀態寫入列表接下來一行的第一列位置，把它當做一個源狀態，重複步驟203到步驟206，把該源狀態下的所有轉移關係都寫入列表。步驟208，取列表第三列的下一個目標狀態。步驟209，判斷該狀態是否已經在列表的第一列裡，如果否，執行步驟210 ;如果是，執行步驟211。步驟210，把該狀態寫入列表第一個空行的第一列位置，回到步驟207。步驟211，判斷該狀態所在的列是否是列表的最後一列，如果否，回到步驟208 ;如果是，執行步驟212步驟212，整個抽象模型的建立過程結束，所得到的列表即為組件的自動機模型。更進一步優選的技術方案為，第二步，對每個組件定義一個全局唯一的變量，變量的取值範圍分為是該組件的狀態空間，控制規則和管理規則是每個事件關於這些變量的函數。第二步包含以下步驟步驟301，根據不同的控制任務，將系統的控制指標劃分為若干子控制指標；步驟302，對每個子控制指標定義以事件控制函數形式的控制規則；步驟303，定義管理單元的以事件控制函數形式的控制規則。再進一步優選的技術方案為，第三步，對被控系統進行控制，包含以下步驟步驟401，控制裝置接收由被控系統發送的當前發生的事件信息；步驟402，系統狀態跟蹤單元中的事件接收單元接收到該事件；步驟403，系統狀態跟蹤單元中的各個組件模型讀取狀態記憶單元中存儲的該組件的上一時刻的狀態；步驟404，各個組件模型讀取事件接收單元中的事件；
步驟405，各個組件模型根據上一時刻的狀態和剛發生的事件，從狀態轉移列表中獲得該組件當前的狀態；步驟406，各個組件把當前狀態傳輸給狀態記憶單元，更新狀態記憶單元中存儲的狀態為當前狀態；步驟407，各個組件把當前狀態傳送給狀態組合單元；步驟408，狀態組合單元把各個組件獨立的狀態組合為系統當前的狀態，並且把該狀態傳送給各個控制單元和管理單元；步驟409,對每一個控制單元i (i=l,…，η),控制決策單元i接收到當前系統的狀態信息，每個事件的控制函數根據當前系統狀態決定該事件是否能發生，如果能，把該事件發送給事件輸出單元i。事件輸出單元把所有能夠發生 的事件組成一個集合，發送給事件選擇單元；步驟410，對管理單元，控制決策單元接收到當前系統的狀態信息，每個事件的控制函數根據當前系統狀態決定該事件是否能發生，如果能，把該事件發送給事件輸出單元。事件輸出單元把所有能夠發生的事件組成一個集合，發送給事件選擇單元；步驟411，事件選擇單元根據各個控制單元和管理單元發送來的使能事件集合，選擇那些被所有控制單元和管理都使能的事件作為系統當前狀態下能夠發生的事件，並且把這些事件組成集合反饋給被控離散事件系統的執行器。
權利要求
1.一種基於事件控制函數的離散事件系統監督控制器，包括控制裝置，其特徵在於所述控制裝置包括若干個控制單元，一個管理單元，一個事件選擇單元和一個系統狀態跟蹤單元； 所述系統狀態跟蹤單元包含事件接收單元、狀態記憶單元、系統每個組件的抽象模型和狀態組合單元；事件接收單元接收所述系統當前執行的事件；狀態記憶單元記憶上一時刻所述系統各個組件所處的狀態；系統各個組件的抽象模型包含所述系統的動態過程，即所述系統狀態轉移過程信息；狀態組合單元根據所述系統各個組件輸出的當前時刻所處的狀態，組合出整個系統當前時刻的狀態，並且輸出給各個控制單元和管理單元； 每個控制單元的功能是使被控系統滿足控制指標的要求；管理單元管理各個控制單元，協調各個控制單元的輸出； 控制單元和管理單元將控制和管理信號輸出至事件選擇單元，事件選擇單元據此選擇使能的事件，並輸出至所述系統，以此完成對被控系統的控制。
2.根據權利要求I所述的控制器，其特徵在於所述控制單元和管理單元均包括一個控制決策單元和一個事件輸出單元；控制決策單元由每個事件的控制函數組成，並且把能夠發生的事件輸出給事件輸出單元；事件輸出單元把控制單元或者管理單元中可能發生的事件匯集成一個集合，輸出給事件選擇單元。
3.根據權利要求I或2所述的控制器，其特徵在於所述系統狀態跟蹤單元根據系統當前執行的事件和記憶單元中存儲的上一時刻的狀態，決定各個組件當前時刻所處的狀態，並且把這些狀態輸出給狀態記憶單元和狀態組合單元；狀態組合單元再把這些狀態組合成系統當前的狀態並且輸出給各個控制單元和管理單元。
4.一種基於權利要求1-3任一項所述的控制器的控制方法，其特徵在於，包括如下步驟 第一步，分析系統特徵，定義事件和狀態，建立系統中各個組件的抽象模型； 第二步，分析系統的控制指標，根據不同的控制任務，將總的控制指標劃分為若干個子控制指標，並對每個子控制指標以事件控制函數的形式給出控制規則，構成各個控制單元；根據這些控制規則，給出以事件控制函數形式的管理單元的規則； 第三步，對系統進行控制；根據當前被控系統中發生的事件和當前被控系統所處的狀態，各個控制單元和管理單元輸出各自的使能事件集合，然後事件選擇單元選擇那些被所有控制單元和管理單元都使能的事件作為該狀態下能夠發生的事件，控制裝置把這些事件反饋給被控系統，其他事件都將被控制裝置禁止，不能發生。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第一步中所述抽象模型選用自動機模型；對於每個組件的自動機模型，都用列表的形式來表不狀態轉移關係，列表包含三列第一列存儲源狀態，第二列存儲事件，第三列存儲目標狀態；列表中每一行的三個元素就構成了〈源狀態，事件，目標狀態〉的三元組，其中源狀態代表當前系統所在的狀態，事件代表在當前狀態下能夠發生的事件，目標狀態代表在當前狀態下如果事件發生，系統將達到的下一個狀態；如果在一個源狀態下有多個事件發生，假設為j個事件，其中j>l，那麼在列表中需要j行來表示這種情況，即第一行表示〈源狀態，事件1，目標狀態1>，……，〈源狀態，事件j，目標狀態j>。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述第一步中各個組件的抽象模型的建立步驟如下 步驟201，定義系統各個組件中的事件和狀態集合，不同的事件和狀態相應的事件名和狀態名不能相同； 步驟202，把初始狀態作為第一個源狀態寫入狀態轉移關系列表的第一行第一列的位置； 步驟203，分析組件的動態過程，確立在該源狀態下能夠發生的事件，假設有j個事件；步驟204，把第一個事件寫入該行第二列的位置，然後確定該源狀態在第一個事件發生後所到達的狀態，並且把該狀態寫入該行第三列的位置，即目標狀態； 步驟205，把該源狀態寫入下一行第一列的位置，把下一個事件寫入該行第二列的位置，然後確定該源狀態在該事件發生後所到達的狀態，並且把該狀態寫入該行第三列的位置，即目標狀態； 步驟206，重複上述步驟205直到和j個事件相對應的j個轉移關係全部寫入列表。步驟207，把列表第三列的第一個目標狀態寫入列表接下來一行的第一列位置，把它當做一個源狀態，重複步驟203到步驟206，把該源狀態下的所有轉移關係都寫入列表； 步驟208，取列表第三列的下一個目標狀態； 步驟209，判斷該狀態是否已經在列表的第一列裡，如果否，執行步驟210 ;如果是，執行步驟211 ； 步驟210，把該狀態寫入列表第一個空行的第一列位置，回到步驟207 ； 步驟211，判斷該狀態所在的列是否是列表的最後一列，如果否，回到步驟208 ;如果是，執行步驟212 ； 步驟212，整個抽象模型的建立過程結束，所得到的列表即為組件的自動機模型。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第二步中對每個組件定義一個全局唯一的變量，變量的取值範圍分別是該組件的狀態空間，控制規則和管理規則是每個事件關於這些變量的函數，具體包含以下步驟 步驟301，根據不同的控制任務，將系統的控制指標劃分為若干子控制指標； 步驟302，對每個子控制指標定義以事件控制函數形式的控制規則； 步驟303，定義管理單元的以事件控制函數形式的控制規則。
8.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第三步具體含以下步驟 步驟401，控制裝置接收由被控系統發送的當前發生的事件信息； 步驟402，系統狀態跟蹤單元中的事件接收單元接收到該事件； 步驟403，系統狀態跟蹤單元中的各個組件模型讀取狀態記憶單元中存儲的該組件的上一時刻的狀態； 步驟404，各個組件模型讀取事件接收單元中的事件； 步驟405，各個組件模型根據上一時刻的狀態和剛發生的事件，從狀態轉移列表中獲得該組件當前的狀態； 步驟406，各個組件把當前狀態傳輸給狀態記憶單元，更新狀態記憶單元中存儲的狀態為當前狀態； 步驟407，各個組件把當前狀態傳送給狀態組合單元； 步驟408，狀態組合單元把各個組件獨立的狀態組合為系統當前的狀態，並且把該狀態傳送給各個控制單元和管理單元； 步驟409,對每一個控制單元i (i=l,…，η),控制決策單元i接收到當前系統的狀態信息，每個事件的控制函數根據當前系統狀態決定該事件是否能發生，如果能，把該事件發送給事件輸出單元i ;事件輸出單元把所有能夠發生的事件組成一個集合，發送給事件選擇單元； 步驟410，對管理單元，控制決策單元接收到當前系統的狀態信息，每個事件的控制函數根據當前系統狀態決定該事件是否能發生，如果能，把該事件發送給事件輸出單元；事件輸出單元把所有能夠發生的事件組成一個集合，發送給事件選擇單元； 步驟411，事件選擇單元根據各個控制單元和管理單元發送來的使能事件集合，選擇那些被所有控制單元和管理都使能的事件作為系統當前狀態下能夠發生的事件，並且把這些事件組成集合反饋給被控系統。
全文摘要
一種基於事件控制函數的離散事件系統監督控制器及控制方法，包括控制裝置，所述控制裝置包括若干個控制單元，一個管理單元，一個事件選擇單元和一個系統狀態跟蹤單元；所述系統狀態跟蹤單元組合出整個系統當前時刻的狀態，並且輸出給各個控制單元和管理單元；每個控制單元的功能是使被控系統滿足控制指標的要求；管理單元管理各個控制單元，協調各個控制單元的輸出；控制單元和管理單元將控制和管理信號輸出至事件選擇單元，事件選擇單元據此選擇使能的事件，並輸出至所述系統，以此完成對被控系統的控制。本發明能夠有效地避免控制器狀態爆炸式增長問題，解決了一類離散事件系統的控制問題，並且保證閉環系統的運行特徵滿足控制指標的要求且是非阻塞的。
文檔編號G05B11/14GK102819218SQ20121025110
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者甘永梅, 晁武傑, 張仁遠, 焦亭 申請人:西安交通大學