离散事件动态系统

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1、离散事件动态系统研究背景随着信息处理技术,计算机技术和机器人技术等的发展和应用,在通信,制造,交通管理,军事指挥等出现了大量的人造系统,如柔性制造系统,大规模计算机通信网络,C3I系统等.这些人造系统中,对系统行为起决定作用的是离散事件,所遵循的是一些人为的规则.对这些人造系统的行为的研究,推动了离散事件动态系统的形成和发展.离散事件离散事件是离散事件动态系统的基本要素,是指DEDS中发生在离散时刻的事件,是使DEDS状态发生变动的一个行动或事情.三个基本特征:1离散事件是导致DEDS状态发生跃变和突发新离散事件的唯一因素.2离散事

2、件的发生是异步的,非约定的,即发生时刻只能由系统的演化过程决定.3离散事件是研究DEDS的主体,对DEDS的分析归结为确定离散事件交互影响所导致的系统状态的演变.对DEDS的控制就是禁止不期望事件的发生或使事件按照期望的时序发生离散事件柔性制造系统:工件到达机床,工件等待加工,工件加工完毕等排队网络:顾客到达服务中心,等待,接受服务,离开等计算机通信网络:信息到达网络,信息传递及其传递结束离散事件动态系统离散事件动态系统是由离散事件驱动,并由离散事件按照一定运行规则相互作用来导致系统状态演化的一类动态系统.两个基本特点:DEDS的系

3、统属性表现为离散事件驱动DEDS的人造特性表现为基于人为的运行规则.如交通规则，加工工艺约束等在DEDS中,系统的状态为一批号码和离散变量表征,且只能在离散事件驱动下和在异步离散瞬时发生跳跃式变化.柔性生产线,系统状态为等待加工的工件号码,作业单,每个加工中心的忙闲状况和开始加工时刻等.DEDS的动态性一方面体现为离散事件的发生驱动系统状态的跃变；另一方面为系统状态的跃变触发新离散事件的发生，以此形成状态与离散事件的交互作用。离散事件动态系统与连续动态系统的区别:1DEDS的状态只能在离散时间点发生变化,在驱动事件发生的瞬间状态发生

4、变换,其它时刻不变，这是系统固有的不连续属性，与离散时间系统不同，时间离散是人为通过采样装置实现的，无论同步还是异步，变量的跃变时刻总是确定的。2DEDS的状态变化是异步的,并发的.跃变时刻是异步的，一个离散事件的发生，可能导致状态变化出行并发性，导致一些甚至全部状态发生改变。3DEDS的状态变换是不确定的.主要是离散事件的发生受到内部和外部因素的约束,是不确定的，因此不可编码要考虑随机因素等。4DEDS的状态变化服从的是人为规则，不能采样常规的方法进行建模。柔性制造系统：能够按所要求的工件品种混合比来同时加工多种不同工件，适应小批

5、量多品种加工的任务。由四个部分组成：1不同类型的加工中心，加工中心是FMS加工的主体，在加工中心，配备多达几十种不同功能的刀具。对不同的工件和不同类型的加工，从刀具的选择到加工工艺的选择都有计算机控制。2物料自动传输系统。FMS物流自动传送采用由计算机控制且一定速度按指定路径巡驶的物料小车，工件在自动小车，缓冲区，加工中心之间的传递由机械手完成。3计算机控制单元FMS的控制中心基本功能包括：对工件流向的控制，加工任务的调度，运行状态的监控，物流小车的调度等4分布于各加工中心前的缓冲区。缓冲区存放暂时不加工的工件，设置缓冲区的目的在于

6、改善由于各加工中心在作业时间上的不同而造成的物流不均衡性，避免出现阻塞。各加工中心对各类工件的加工活动构成系统的状态，工件和加工中心组成系统的资源，资源的投入和释放构成离散事件。建模与分析逻辑层次:主要关心状态和事件这两个主要因素相互作用和演化的逻辑顺序关系.这两种都是离散,有限的集合,因此,所用的大多数是离散的数学模型,如形式语言和有限自动机,Petri网,有限递归过程等.它们的共同困难是离散运算的组合复杂性问题.代数层次:主要在物理时间层次上研究DEDS的代数特性和运动过程,主要方法是极大极小代数.统计性能层次:主要在性能层次上

7、研究随机情况下DEDS的各种平均性能及其优化,主要方法有排队论,广义半马尔柯夫过程等建模与分析的困难离散事件的不连续本质,计算可行性大多数性能指标的连续本质不确定性排队系统排队系统的组成包括三部分：(1)到达模式，指顾客按怎样的规律到达，描述顾客到达的统计特性(2)服务台，包括服务台的数量，服务时间等(3)排队规则，包括FIFO,LIFO,随机服务等排队系统研究的主要内容是如何通过已知的到达模式何服务时间的概率分布，来研究排队系统的队列长度何服务台的服务效率。到达模式平均达到间隔时间Ta，平均到达速率单位时间内到达的顾客数，为平均达

8、到间隔时间的倒数到达间隔分布函数到达时间变化系数,指到达间隔时间的标准差与平均达到间隔时间之比。顾客到达，可能一个一个，可能成批，到达的时间间隔可以确定，也可以随机；达到过程可以平稳，指相继到达的时间间隔分布与参数与时间原点无关，也可