用于建立机械制造系统模型的扩展着色Petri网

着色Petri网是描述和分析并行系统的有力工具,近年来在机械制造系统中得到了广泛的应用。由于机械制造系统的自身特点,在表示着色Petri网结构的关联矩阵中含有许多零元素,从而导致着色Petri网占据数据空间大的缺陷,难以对复杂机械制造系统的规划设计与生产调度进行分析研究。 本文基于着色Petri网的基本原理,提出一种适用于建立机械制造系统模型的扩展着色Petri网理论,用于解决着色Petri网占据数据空间大的问题,为Petri网理论在机械制造系统建模方面的广泛应用提供理论基础。最后给出实例,说明减少数据空间的结果。     

基于UML—OOPN的可重构制造单元建模

以可重构制造单元为研究对象，以实现其可重组性为研究目标。提出了一种集成标准建模语言UML和面向对象Petri网的建模方法－UML－OOPN，该方法同时具备了标准建模语言UML和Petri网的优点，不仅能够提供了支持需求分析，模型描述和设计，模型分析和仿真，直至模型实现的一块化框架，而且所建立的系统模型具有较好的可重用性和可扩展性。     

基于Petri网和UML的工作流模型设计

介绍了工作流的概念及发展过程,讨论工作流建模的基本方法。重点分析Petri网和UM L在工作流模型设计过程中的应用,结合Petri网语义定义工具和图形化界面以及UM L的面向对象特点,形成基于Petri网和UM L的工作流建模方法。工作流模型的语义定义采用Petri网表达,给出工作流网的形式化描述。工作流系统的设计模型采用UM L进行定义,对于业务逻辑、执行过程、数据结构分别采用用户实例图、顺序图、类图进行描述。在工作流的实现上,采用软组件实现工作流服务组件的分布布置,并通过接口定义语言对功能组件中的服务进行发布。最后给出工作流的发展趋势,并计划开展工作流仿真和优化方面的研究。     

航空独立电源系统保护控制行为混杂模型

为了准确描述独立电源系统保护离散事件与连续控制相互作用的混杂行为,提出一种对象混杂Petri网(OHPN)建模方法,构建了基于OHPN航空独立电源保护控制行为的混杂模型。该模型将混杂Petri网的混杂特性描述内置于对象之中,解决了传统混杂Petri网不能同时描述静态结构和动态过程的问题,增强了模型描述能力,使模型具有良好的封装性、可重用性和可维护性。最后,对某型航空交流电源系统的保护控制过程进行了仿真和验证。结果表明,所定义的模型能够有效描述和分析电源系统保护控制的混杂行为,为系统稳定性和故障预测的研究奠定基础。     

用Petri网仿真方法实现机械加工系统的规划设计

为了保证所设计的机械制造系统(MMS)能够获得最大的经济效益,必须对系统进行合理的规划设计。本文首先引入MMS规则设计中的几点原则,以及计算机仿真涉及到的生产调度问题及其决策规则,论述各生产调度规则在Petri网模型中的实现方法。并对Petri网运行中的冲突问题引入了解决冲突的规则。其次,基于包括工件流和刀具流的MMS的Petri网模型,根据最小事件时间推进原理,实现Petri网模型的计算机动态仿真,即实现MMS的计算机动态仿真。最后,将仿真程序应用于仿真实例,从而有效地评价MMS的规划设计方案。     

基于Petri网的故障树分析方法

故障树是事件间的一种布尔逻辑关系模型，基于故障树的诊断方法的广泛应用由于实际故障树分析过程NP困难问题而受到妨碍。Petri网作为一种特殊的有向网，它能反映系统的状态变化和事件发展，尤其适合于表达故障的传播关系。本文因此提出了两种基于Petri网的改进方法，与下行法相比，用该方法寻找最小割集和最小路集能有效地节省计算时间，提高推理速度和效率，并且其算法便于计算机实现。     

基于微分Petri网的民机航迹演化通用模型构建

为实现对未来大流量、高密度、小间隔条件下的空域实施管理,在战略航迹规划阶段,提出了一种模块化的战略航迹演化通用模型。建立了不同航段之间航空器状态动态切换的一类宏观Petri网演化模型,以及同一航段内航空器速度和高度两种特征参数值连续变化的3类微观Petri网演化模型。根据航空器特征参数值转化的4种不同形式并基于航空器全飞行剖面的混杂运行特性,运用微分Petri网理论,定义了航空器的4种演化模式,通过组合各种演化模式得到了3种航空器基本演化模型。在满足航空器性能约束的前提下,通过设定10个航段及15个高度和速度预设值,得到了全飞行剖面下各特征参数的演化图。结果表明,所设计的演化模型增强了航迹预测模型的通用性,能够反映航空器在水平剖面和垂直剖面内的状态变化。     

新型涵道四旋翼飞行器总体/飞控一体化设计

针对一种新型涵道四旋翼飞行器,提出了一种总体/飞控一体化的方案设计方法。首先,在满足设计要求的前提下,提出3种构型方案。然后,建立总体设计模型和控制模型,利用总体模型对不同构型的涵道四旋翼飞行器进行参数设计,并在控制模型中对不同状态的配平结果和不同构型的控制效果进行对比,得到评估体系。最后,对3种构型方案进行评估,确定设计方案。     

不维修系统功能状态可靠性研究

不维修系统指的是在任务期间发生故障时不采取维修活动的那些系统，飞机整体及其各功能系统可视为不维修系统。本文从组成系统各单元故障模式发生的概率出发，详细研究了基于故障模式影响后果的系统功能状态的可靠性问题，给出了求解不维修系统各功能状态概率的一般方法，提出了适用于多态功能系统分析的拟割集法，说明了拟割集的求解步骤，提出了不完全故障树的概念，说明了不完全故障树与传统的二态故障树的区别；引入模糊集理论，建立了考虑各功能状态影响的可靠性综合评估模型。文中提出的方法适用于多态系统或功能退化系统的可靠性分析与研究。     

基于动态失效率模型的可靠性实时预测

针对失效率函数可变的非线性动态系统,基于系统状态建立参数未知的动态失效率模型。将历史状态和Nelson-Aalen估计的失效率数据作为训练样本,利用具有快速且精确学习能力的径向基网络逼近动态失效率函数。针对系统的非线性,通过粒子滤波方法对运行中的状态进行在线估计,并由此确定随状态改变的系统失效率,从而对可靠性进行实时评估与预测。通过对带有疲劳裂纹增长的机械系统进行仿真,充分验证了这种可靠性预测方法的可行性和有效性。     

基于EOPN和UML的柔性制造控制系统建模方法

柔性制造系统控制软件(Flexible manufacturing control software,FMCS)是保证柔性制造系统正常运行、实现预定生产行为的关键.通过分析扩展面向对象Petri网(Extended object-oriented Petri net,EOPN)与统一.建模语言(United modeling language,UML)建模的特点,并在分析柔性制造系统复杂功能层次的基础上,本文提出了一种针对FMCS,采用UML描述方法的EOPN建模方法.该方法综合了EOPN和UML建模的长处,支持FMCS从需求分析到模型实现的全生命周期.用该方法分析和设计的FMCS具有良好的可重用性、可扩展性和可变性,同时简化了控制软件的开发过程,降低了开发成本.     

装备可靠性试验寿命评估GERT网络模型

针对装备寿命试验中失效样本量比较小的情形，基于应力冲击思想，提出了一种基于失效选择机制的装备系统可靠性评估定量分析方法。首先引入图示评审技术（Graphic evaluation and review technique, GERT）表征系统的多种工作状态和状态间的传递关系，根据系统结构进行可靠性评估建模。然后基于失效观测数据对元器件的可靠性进行估计，确定可靠性评估GERT网络中的参数。最后依据失效选择机制对网络进行计算，实现系统可靠性的评估。算例研究结果表明了基于失效选择机制的装备可靠性评估GERT模型的有效性。     

基于多状态故障的卫星姿态控制系统剩余寿命预测方法

针对具体的卫星姿态控制系统配置,在对系统可重构性分析的基础上,考虑系统的多状态故障,详细分析系统可能发生的功能模块故障类型,并按故障等级对系统进行故障状态划分;针对系统故障状态间存在的转移关系,通过Kaplan-Meier估计器和极大似然估计方法对故障状态间转移概率模型进行估计,在此基础上建立系统的Petri网预测模型,并根据蒙特卡洛思想对模型进行大量仿真,从而实现对卫星姿态控制系统剩余寿命的离线预测和在线预测。仿真结果验证了该方法的合理性。     

飞机电源系统可靠性预计的计算机分析

随着航空技术的迅速发展,对飞机电源系统的可靠性要求越来越高。基于简单系统的可靠性预计方法巳很难满足现代飞机电源系统研究的需要,因此,利用计算机先进复杂系统的可靠性预计研究具有十分重要的意义。 本文根据可靠性理论,分析了飞机电源系统可靠性网络模型的建立;讨论了网络可靠性计算的最小路不交化技术的计算机实现方法及过程,给出了较为详细的计算程序框图。并对一实际的飞机直流电源系统方案的可靠性进行了计算,得到了系统可靠性的变化曲线,为系统的可靠性设计提供了基础。     

可靠性评估方法在运载火箭阀门中的应用

首先论述了阀门可靠性评估的国内外研究现状,然后以减压器为例分析了航天阀门的工作特点,结合其任务剖面,并根据增压输送系统分配的可靠性指标,建立了适于工程应用的可靠性评估模型.     

研究计划管理系统的Petri网论法

本文以图的形式给出Petri网的定义;通过导入“时间Place”和“象征”的附加描述,使Petri网成为扩充的Petri网(EPN);用EPN模拟计划管理系统,用EPN仿真器构画计划管理系统的图模型、求系统的时间参数、进行系统的优化。     

用于C~3系统的可靠性模型和联系统

C~3系统的工作状态实际上有多种取值,仅用正常与失效两种状态的概率来描述其可靠性是不够的。因此它的模型不是“k/n系统”,而是“和联系统”,其可靠性,需按实际工作状态的特点进行描述而不用纯概率的可靠度进行描述。按此模型,可用模块框图的一般方法对含有C~3子系统的大系统进行可靠性预计、评估和优化设计。本文实例中,利用任务完成率R的概念,成功地算出了遥测地面系统接收站的最佳布局。     

基于模糊Petri网的设备故障诊断新方法研究

专家系统用于计算机数控（CNC）设备的故障诊断日益受到人们的重视。为了能够解决故障现象的模糊性，本文将模糊理论与Petri网结合，建立了模糊Petri网（FPN）理论体系。引出了FPN转移被激发规则，确定了FPN的动态运行过程。应用FPN能够清楚地表达与或树、产生式规则等知识表达形式。基于FPN理论，建立了CNC设备故障诊断专家系统（CNCM-FDES）。该系统由知识库系统、知识库管理系统、诊断推理机制、诊断过程解释机制、故障评价、故障决策与入机界面组成。文中分别介绍了该系统的各个组成部分。     

基于可靠性的太阳能飞机多学科设计优化

针对太阳能飞机典型任务要求,建立了以总重最小为目标的多学科设计优化模型,考虑飞行性能、能量、重量3个学科的设计变量和相应约束条件。同时考虑设计变量的不确定性影响,将序列优化及可靠性评估方法引入到并行子空间优化过程中,顺序执行可靠性分析和多学科设计优化以提高执行效率。在优化过程中应用响应面近似并不断提高模型精度,降低了计算成本。利用iSIGHT软件搭建求解平台,以欧洲太阳能飞机"HeliPlat"作为算例,验证了分析模型的合理性和优化方法的有效性。基于可靠性的多学科设计优化框架有望用于更贴合工程实际的太阳能飞机设计。     

基于二元相关的器件级可靠性建模与剩余寿命预测研究

器件作为部件及设备的主要组成部分,其可靠性及健康状态对设备功能完好性及任务可靠性具有重大影响。本文针对复杂应力条件下单一性能退化的可靠性建模不能全面地评估器件的状态和退化,提出基于Copula函数的二元性能退化联合建模的流程和方法,将联合建模分解为边缘退化模型选择与确定和性能参数之间关联性的构建两部分。同时,基于卡尔曼滤波方法,提出二元性能退化的剩余寿命预测方法,并利用芯片试验数据进行验证,应用于基于两焊点退化的芯片可靠性建模和剩余寿命预测。