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离散事件系统(Discrete Event System,简记为DES)是一种由事件而非时间驱动的动态系统。和连续时间系统一样,离散事件系统也需要对状态进行限制以使系统的状态符合预期。不符合预期要求的状态为禁止状态,如自动驾驶车辆系统中车辆的碰撞、柔性制造系统中的死锁等。禁止状态的监控,就是为离散事件系统设计监控器使得闭环系统不进入禁止状态。尽管也可以使用自动机和形式语言等来研究离散事件系统的监控问题,但是Petri网在描述系统状态和并发特性等方面具有得天独厚的优势,因此本文采用Petri网作为建模工具来研究离散事件系统在广义互斥约束(Generalized Mutual Exclusion Constraint,简写为 GMEC)下的监控问题。Petri网中变迁全部可控情况下的禁止状态监控器设计已经有很多有效的方法。但对于Petri网中含有不可控变迁情况,合法标识可能通过一些不可控变迁的激发到达禁止标识,这使得监控问题变得错综复杂和困难。本文的研究重点是对象Petri网在含有不可控变迁的情况下,将要施加的GMEC转换为最大允许的约束,使得转换后的约束表示的合法标识都不会通过不可控变迁的激发到达禁止标识,这样后续再设计监控器就会简单容易很多。本文的主要研究工作概述如下:1.针对Petri网的不可控影响子网为FSFCF网、要在对象的Petri网上施加GMEC,我们首次提出"库所的分支"的概念,用来分析有多个输出变迁的库所中的托肯的流向和这样的结构对初始GMEC造成的影响。基于FSFCF网的结构,对不可控影响子网中的库所进行分类;通过分析研究FSFCF网不同结构下的性质,得到各类库所的等效权重;最后,将原始GMEC中库所前面的系数换成对应的等效权重,就完成了初始GMEC向最大允许约束的转换。2.针对Petri网的不可控影响子网中有环、库所有多个输出变迁的情况,要在对象的Petri网上施加GMEC,我们首次提出"Petri网的层次"的概念,用来对不可控影响子网中的库所进行分层;还对增量函数、最大增量函数和最大总量函数的概念进行了扩展,以分析不可控变迁对系统状态的影响并将其量化体现在广义互斥约束中;按照自底层向顶层的顺序,分析计算不可控影响子网中各层库所的最大增量函数;最终,计算完不可控影响子网中所有层次的库所的最大增量函数并将其加进初始GMEC,也就完成了将初始GMEC向最大允许约束的转换。我们还用了具体的例子对这两种约束转换算法进行了阐述和说明。