自动制造系统是一种完全无人或人工干预较少的生产过程。系统极易因资源分配不合理导致死锁。在某些情况下,死锁会造成重大经济损失甚至灾难性后果。因此,处理系统中的死锁问题尤为重要。Petri网是一种适合分析异步并发系统的图形化数学工具,被广泛应用于自动制造系统的建模,基于Petri网的死锁控制方法可分为两种:可达图分析和结构分析。前者一般能得到最优控制器但不得不面临状态爆炸问题,后者虽然会丢失部分合法状态但设计较为简便。在以往的研究中,特别是使用Petri网对资源分配系统(Resource Allocation Sys-tem,RAS)进行形式化研究时,RAS中的资源数目大都是固定不变的,反映在其Petri网模型上则表现为资源库所中具有数量守恒的托肯。这种将系统中的资源数量视为不变的建模方式,是一种理想化、阶段化、简化的建模方式。在实际中,任何系统中的资源都是时刻变化的,或减少(如机床刀具的不断磨损、冷却液的消耗、发动机所需的燃料等),或增加(如核裂变反应中的中子、社交网络中的消息信源等)。系统资源的变化会影响其Petri网模型的行为,可能导致新的死锁等问题。然而,以往的研究对于资源变化的情况关注较少,因此对存在可变资源Petri网模型的研究很有必要。本文主要关注一类存在增加型资源的Petri网模型。首先定义出此类存在增加型资源的Petri网子类;然后分别采用基于可达图与基于结构的策略对此类网模型进行控制;最后以PLC为依托对所设计控制器进行实现。其主要工作如下:1、定义出一类具有可变资源的Petri网模型,分析其状态空间。着重研究存在增加型资源的网模型,根据控制需求对该类网模型加入适当限制。2、基于P-不变式设计控制器控制该类增加网模型。首先分析了有界内增加网模型使用原有方法设计控制器时导致的状态重叠问题,并提出了相应的解决策略;然后从线性规划的角度分析,并将li扩大为全体整数使部分无解问题得以解决;接着给出了有界内增加网模型基于P-不变式设计控制器的总策略,并通过例子验证算法的正确性;再接着将外增加网的控制转化为资源守恒网模型的控制问题;最后指出基于可达图有界内增加网模型控制策略的局限性。3、基于结构设计该类增加网模型的控制器。当原有LRS(Liveness and Ratio-enforcing Supervisor)活性比例 控制器 移植到 有界内 增加网 模型时,限 制了过 多可达状态,控制效果一般,而由于外增加网的控制可转化为资源守恒网模型的控制问题,则控制效果较好;此时设计了一种针对有界内增加网的自适应控制器,与传统控制器不同的是此类控制器参数可跟随系统运行动态改变;又设计出一种可恢复变迁控制器,这种控制器能使全部标识可达,控制效果最优;最后基于结构初步研究无界增加网模型的控制问题。4、使用可编程逻辑控制器(PLC)对所设计控制器进行工业实现。由于PLC具有功能强、使用简单方便、抗干扰能力强、可靠性高等优点,故本文选用PLC对所设计控制器进行初步实现,将控制器从理论形式转换为具体的控制代码。