Ereignisdiskrete Beobachter zur modellbasierten Prozeßführung:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
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| adam_text | Titel: Ereignisdiskrete Beobachter zur modellbasierten Prozeßführung
Autor: Kluwe, Mathias
Jahr: 1997
FORTSCHRITT- BERICHTE VM Dipl.-Ing. Mathias Kluwe, Karlsruhe Ereignisdiskrete Beobachter zur modellbasierten Prozeßführung Reihe 8 : Meß-, Steuerungsund Regelungstechnik Nr. 633
INHALTSVERZEICHNIS V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Modellbasierte Prozeßführung 5 2.1 Struktur der modellbasierten Prozeßführung................. 5 2.2 Modelle zur Prozeßführung........................... 7 2.2.1 Klassifizierung von Prozeßmodellen.................. 7 2.2.2 Ein hybrides Mehrebenenmodell.................... 10 2.3 Modellkorrektur bei der Prozeßführung.................... 13 2.4 Steuerungen bei der Prozeßführung...................... 16 3 Ereignisdiskrete Systembeschreibungen 18 3.1 Automaten ................................... 18 3.2 Petri-Netze................................... 21 3.2.1 Mengen-/Graphentheoretische Beschreibung............. 21 3.2.2 Algebraische Netzbeschreibung.................... 25 3.2.3 Erweiterungen der algebraischen Netzbeschreibung ......... 26 3.3 Eigenschaften und Analyse von Petri-Netzen................. 29 3.3.1 Klasseneinteilung von Petri-Netzen.................. 29 3.3.2 Dynamische Eigenschaften von Petri-Netzen............. 32 3.3.3 Modellierung mit Petri-Netzen..................... 35 4 Ereignisdiskrete Beobachtung 39 4.1 Beobachtung zeitdiskreter Systeme...................... 39 4.2 Beobachtung ereignisdiskreter Systeme....................42 4.2.1 Bekannte Ansätze zur ereignisdiskreten Beobachtung........ 42 4.2.2 Aufgabe und Definition ereignisdiskreter Beobachtung bei Petri- Netzen .................................. 44
VI INHALTSVERZEICHNIS 5 Analyse von Petri-Netz-Modellen auf strukturelle Rekonstruierbarkeit 49 5.1 Strukturelle Rekonstruierbarkeit und Analysevoraussetzungen.......49 5.2 Ablauforientierte Petri-Netz-Modelle..................... 51 5.2.1 Zustandsmaschinen........................... 52 5.2.2 Synchronisationsgraphen.......... 58 5.2.3 Pree-Choice-Netze............................ 67 5.2.4 Allgemeine Petri-Netze und Meßbarkeit von Ereignissen....... 73 5.3 Zustandsgrößenorientierte Petri-Netz-Modelle................ 74 5.3.1 Zusätzliche Analysevoraussetzungen.................. 75 5.3.2 Gitter-Transformation für die Analyse ................ 76 5.3.3 Strukturelle Rekonstruierbarkeitskriterien.............. 80 5.4 Zusammenfassung................................ 85 6 Synthese ereignisdiskreter Beobachter 87 6.1 Aufgaben der Korrekturkomponente und Synthesevoraussetzungen.....87 6.2 Korrektur mit globaler Zustandsrekonstruktion................ 90 6.2.1 Globale Zustandsrekonstruktion durch einen Automaten......91 6.2.2 Eigenschaften der globalen Zustandsrekonstruktion......... 99 6.2.3 Markierungsauswahl bei der Korrektur................103 6.2.4 Ablauf der Korrektur mit globaler Zustandsrekonstruktion.....104 6.3 Korrektur mit lokaler Zustandsrekonstruktion................107 6.3.1 Lokale Zustandsrekonstruktion durch Baumsuche..........108 6.3.2 Ablauf der Korrektur mit lokaler Zustandsrekonstruktion .....114 6.4 Vergleich der Beobachtersyntheseverfahren..................116 6.5 Zusammenfassung................................120
INHALTSVERZEICHNIS VII 7 Anwendungsbeispiele 121 7.1 Beratungssystem für einen nuklearen Forschungsreaktor...........121 7.1.1 Vollständiges Modell des Reaktors...................124 7.1.2 Rekonstruierbarkeitsanalyse eines Reaktor-Teihnodells .......126 7.1.3 Beobachtung und Beratung anhand eines Reaktor-Teilmodells - Lokaler Beobachter..........................131 7.2 Laboranlage eines Fertigungssystems.....................135 7.2.1 Rekonstruierbarkeitsanalyse eines Modells des Fertigungssystems ohne Alternativen............................137 7.2.2 Beobachtung anhand eines Modells des Fertigungssystems mit Alternativen - Globaler Beobachter..................141 8 Zusammenfassung 149 A Anhang: Relationen und Graphen 151 A.l Relationen....................................151 A.2 Graphen von Relationen............................153 A.3 Eigenschaften von Graphen ..........................156 Literatur 161
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