混合Petri网：模型、应用与生产系统仿真

混合Petri网是一种用于复杂系统建模的强大工具，它结合了连续和离散状态，特别适用于处理混合系统，即那些同时包含动态连续过程和离散事件的系统。这种网络结构在控制与决策领域具有广泛的应用，因为它能够精确描述系统的行为和交互。 混合Petri网（HPN）模型的核心是其数学严谨性，它基于传统的Petri网理论，但扩展了对混合特性的支持。Petri网通常由地方、转换和有向边组成，但在HPN中，这些元素可以对应到连续状态（如时间、速率等）和离散事件。基本概念包括Place（地方，表示系统中的状态或存储区域）、Transition（转换，代表事件的发生或执行）、Flow（流，连接Place之间的转移）以及Token（标记，表示系统状态的变化）。 本文主要探讨了如何运用HPN模型对混合系统进行建模，例如在生产系统中。通过将生产流程中的不同步骤和资源视为Petri网的Place和Transition，作者展示了如何通过Petri网的语言描述和分析这个系统的运行逻辑。这不仅有助于理解系统的动态行为，还能通过仿真实验，比如使用VisObjNet软件包，模拟生产过程的实际运行情况，预测性能、优化资源配置或者识别潜在问题。 混合系统的广泛性体现在多个实际场景中，如交通运输系统，其中既有车辆的连续移动又有交通信号的切换；城市交通系统，涉及行人、车辆和公共交通的交互；以及电子元件制造系统，其中包含了生产线的流程控制和设备的开停操作。通过混合Petri网的模型，研究人员和工程师可以更好地理解和设计这类系统的控制策略。 总结来说，混合Petri网作为一门有力的工具，为混合系统建模提供了理论基础和实践方法。它将连续性和离散性有效地融合在一起，为解决混合系统中的复杂问题提供了新的视角和解决方案。本文的研究不仅提升了我们对混合系统行为的理解，也为实际应用中的系统优化和控制提供了可操作的模型。