离散系统的控制.docx

计算机控制技术论文专 业： 电气工程姓 名： 王新棣班 级： 1310学 号： 20132692013年10月18日离散系统的控制——关于控制理论和计算机科学的接口技术的研究摘要：这篇评注论文是面向一般的工程师、数学家和计算机学家等读者的。离散系统是一种数学模型（用自动控制、佩特里网论、进程代数的形式），例如：一个像是通信网络的由计算机控制的工程系统。离散系统的控制理论目的在于将用于满足离散系统的预先设定的控制物体的监控程序综合起来。例如经常讨论的，如何将预防不定常系统模块的控制问题用失败的方法解决。简介此文的目的是向读者介绍研究离散系统的控制的相关问题。这篇说明性的论文是为工程、数学和计算机科学等专业的一般读者而写的。不需要特别的控制理论和计算机科学的背景。研究离散系统控制的动力源自与对工程系统、数学推算过程和计算机系统的研究。如此的例子有：在线数据库的处理，快速热处理的控制，通讯协议的设计。被控的物体有许多问题，例如：活跃度，安全性和预防模块化等。在控制实践问题建模时，用的是源自计算机科学的模型：自动化机器、佩特里网论、进程代数。离线系统常被用在受外部环境影响的自动机械上。通常这样阐述离散系统的控制问题：构建一个监控，观察整个系统，并确定在每件发生后，其中一些事在以后可以不再发生。上述提到的被控物体，要首先保证活跃度和安全性。离散系统控制理论涉及到了计算机科学的许多分支，如：自动控制理论、进程代数、逻辑学、时态逻辑等等。本文的以下章节将进行详述。第二章涉及了动力，第三章是离散系统的实例。第四章讨论了控制的综合问题。第五章则是对读者更广泛研究的指引。动力离散系统控制的研究是靠诸如通讯网络、数据库、工业系统和交通系统等实际控制问题推动的。请参考本文第五章。例一 电话网络。用户可以触发诸如“挂起通话”，“重新接听”“按键”等操作，电话网络也会触发诸如“响铃”，“启动拨号音”，“建立连接”等操作。事件的顺序表明了不需要的行为，例如：如果通话被挂起则不应该响铃。而一些事件的顺序则表明需要的行为，例如：如果两个用户达成了通讯协议，则应该建立连接。呼叫者如果要打给被叫者，他应该等待拨号应，拨通正确的号码等等操作。这些事件的顺序被电话网络的硬件执行。被叫者只有在通话没有被挂起时才能够接听。而一些顺序也应该由监控部分的执行。在以前，电话接线员必须要保证正确操作的执行，而现在又电脑来做这些工作。具有挑战性的工作是在电话网络和被控对象不可控时提供的信息经由电脑程序自动化综合。上述实践中的控制问题会导致工程和计算机科学中的的控制问题。被控对象的问题实例如下：安全性。预防控制系统发生灾难性的事故。活跃度。保证控制系统能够完成指定的最低水平的的性能。安全性的一个例子就是闭塞：保证控制系统达到一种状态，而不是别的状态。通常在一个锁死的系统两个监控在独立运行的状态下，都在互相等待。在工程控制问题中是将控制理论转化为控制问题，详见本文第4章。系统与控制术语概括如下。事件是指一个动作的发生。离散系统或设备是指事件发生顺序的数学模型。监控系统是限制离散系统操作的数学实体。离散系统与监控系统的连接被称为离散系统的控制或者闭环系统。控制目标则是闭环系统的操作规范。离散系统在一般控制理论下表现的控制问题如下：实体。存在一个监控系统使得闭环系统满足被控物体吗？可判断性。监控系统可以由有限步骤的程序运算编写嘛？程序。如何编写一个程序来实现如何被控物体的监控系统？复杂性。如何保证通过多项式和代数运算，监控系统的程序运算是根据实际问题的限制条件编写的？这些是离散系统控制理论旨在回答的问题。对于离散系统控制的研究方法不同于计算机科学。在控制理论中的研究方法是控制综合。在计算机科学中研究方法是假设和证明。如此，在计算机科学中假设能使控制系统满足，使得闭环系统可用，最后证明闭环系统是否符合之前的假设。后一步叫做证明。证明可由自动化理论工具实现，详见[26]。仿真是一种流行的方法，能够测试一个算法或程序是否满足规范，但闹最实际的问题是完整的仿真测试是不可行的。控制方法是首选，还是控制理论和计算机科学？这个问题必须建立在大量的离散系统控制问题的实践之上来回答。这回花几年的时间来积累经验。离散系统控制领域与计算机科学有着密切的联系。离散系统的模型是建立在计算机模型的基础上的。逻辑学和一些普世逻辑两个领域都会用到。研究的主题也集中在系统和控制上。在工程和数据处理中，计算机的应用将衍生出系统和控制的新问题，所以计算机科学是很必要的。监控控制的方法完全不同于控制理论中随机控制和操作研究中实行的实践控制方法。在后者领域处理时间是主要的问题焦点，而准确性是离散系统控制的焦点。定时离散事件系统的时间观念也出现但经常在约束和不作为的代价函数部分。离散系统的模型鉴于模型在计算机科学中的概念，以下是目前