递阶型HDS模型接口设计与管控系统应用-基于自动机理论

"这篇论文探讨了基于自动机的递阶型HDS（混合动态系统）模型接口设计及其在管控系统中的应用。通过引入双向输出有限自动机理论，该研究改进了传统的递阶型HDS模型，解决了传统模型无法充分反映系统HDS特性以及不兼容RW（鲁棒控制）理论的问题。论文通过在一个简化的分布式制造管控系统模型中的应用实例，证明了新模型的实用价值和广泛适用性。" 本文主要涉及以下几个关键知识点： 1. **混合动态系统（Hybrid Dynamic System, HDS）**：混合动态系统是处理连续时间和离散事件相互作用的数学模型，广泛应用于工程、生物学和经济学等领域。HDS能够描述具有连续动态行为和离散状态转移的复杂系统。 2. **递阶型HDS模型**：在传统的递阶型HDS模型中，系统被分层次组织，每个层次负责不同的功能，上层对下层进行控制。这种模型有利于分析和设计复杂的系统，但可能存在不足，如无法完整体现系统的HDS特性。 3. **双向输出有限自动机（Two-Way Output Finite Automaton, TOWOFA）**：这是一种扩展的自动机模型，它不仅能够从输入流中读取信息，还能向输出流写入信息。在本文中，TOWOFA用于设计HDS模型的接口，以更好地描述系统的行为和状态转换。 4. **接口设计**：接口设计是系统组件间交互的关键部分，良好的接口设计能确保系统的可扩展性、可维护性和互操作性。论文中采用TOWOFA来设计递阶型HDS模型的接口，旨在解决传统模型的局限性。 5. **管控系统**：管理与控制系统是集成生产过程监控和决策的系统，通常包括数据采集、状态监测、决策支持和控制策略执行等功能。在分布式制造环境中，管控系统的效率和灵活性至关重要。 6. **分布式制造管控系统**：分布式制造管控系统是指由多个独立单元组成的系统，每个单元负责特定任务，并通过网络进行通信和协调。论文中使用简化版的分布式管控系统作为应用场景，展示了新模型的有效性。 7. **鲁棒控制（Robust Control, RW）理论**：这是一种控制理论，关注系统在不确定性和外部扰动下的稳定性和性能。论文指出，传统的递阶型HDS模型不支持或排斥RW理论，而新模型则克服了这一问题，可能支持更广泛的控制策略。 这篇论文提出了一种创新的模型框架，结合了自动机理论，以改善递阶型HDS模型的接口设计，增强了管控系统建模的精确性和实用性。通过对分布式制造管控系统的应用分析，验证了新模型的广泛适应性和实用性，对于理解和改进复杂制造系统的管控有重要的理论和实际意义。