[發明專利]基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺及仿真方法

有效

• 申請號: 201710376159.7
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107229789B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 郝麗娜;曹瑞珉;王風立;白國力
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，包括：

人機交互模塊，用于搭建HSTPN模型，并通過對模型的屬性設置，進而生成系統模型；

邏輯表示模塊，與所述人機交互模塊相連接，用于實時記錄人機交互模塊的操作信息和設置信息；

仿真分析模塊，與所述邏輯表示模塊相連接，用于接收邏輯表示模塊的信息，開辟新的線程完成仿真分析操作；

其中，人機交互模塊包括用于搭建HSTPN模型的基本元素單元和典型結構單元；所述基本元素單元包括用于分別定義離散特性、連續特性、時延特性、隨機特性以及決策特性的離散庫所、連續庫所、時延庫所、隨機庫所以及決策庫所；所述典型結構單元包括決策結構；

所述混雜系統中用庫所標識和連續狀態共同描述庫所的混雜狀態；

定義m_f(s)∈{0,1}，x_f(s)∈R；其中，s表示HSTPN模型的一個庫所，m_f(s)表示庫所在f時刻的庫所標識，x_f(s)表示庫所在f時刻的連續狀態；

在f時刻，一個庫所的狀態用一個向量表示，即Q_f(s)＝[m_f(s),x_f(s)]；

混雜系統在f時刻的混雜狀態：

Q_f＝{Q_f(s₁),Q_f(s₂),…,Q_f(s_n)}＝{[m_f(s₁),x_f(s₁)],[m_f(s₂),x_f(s₂)],…,[m_f(s_n),x_f(s_n)]}。

2.如權利要求1所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，所述庫所包括未激活狀態、激活-未使能狀態以及使能狀態，其中激活-未使能狀態用空心標識表示。

3.如權利要求1所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，所述決策結構包括：一般決策結構和Yes-No決策結構。

4.如權利要求3所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，所述一般決策結構由決策庫所、變遷以及帶標簽的有向弧構成，有向弧的標簽為0、1、2、…、n。

5.如權利要求3所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，所述Yes-No決策結構的決策庫所僅產生0和1兩種結果。

6.如權利要求1所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，所述人機交互模塊還包括：

網絡搭建單元，基于所述基本元素單元和典型結構單元完成HSTPN模型結構的搭建；

屬性設置單元，用于完善HSTPN模型結構；

系統模型單元，基于完善后的HSTPN模型結構生成混雜系統模型。

7.如權利要求1所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，所述平臺還包括：

文件存儲模塊，分別與所述邏輯表示模塊和仿真分析模塊相連接，用于存儲邏輯表示模塊所記錄的信息和仿真分析的結果；

等效規則庫，與所述人機交互模塊相連接，可用于對基于混雜Petri網、微分Petri網、一階混雜Petri網和混雜自適應Petri網建立的仿真模型進行等效轉化并導入仿真平臺。

8.如權利要求7所述的基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真平臺，其特征在于，所述等效規則庫包含連續特性、時延特性、隨機特性和決策特性的等效規則。

9.一種基于HSTPN模型的混雜系統建模仿真方法，其特征在于，包括如下步驟：

通過基本元素單元中的離散庫所、連續庫所、時延庫所、隨機庫所以及決策庫所和典型結構單元中的決策結構搭建HSTPN模型，人機交互模塊基于HSTPN模型生成系統模型；

通過邏輯表示模塊實時記錄人機交互模塊在進行系統建模時的操作信息和設置信息；

仿真分析模塊接收邏輯表示模塊的信息后，開辟新的線程完成仿真分析操作；

所述混雜系統中用庫所標識和連續狀態共同描述庫所的混雜狀態；

定義m_f(s)∈{0,1}，x_f(s)∈R；其中，s表示HSTPN模型的一個庫所，m_f(s)表示庫所在f時刻的庫所標識，x_f(s)表示庫所在f時刻的連續狀態；

在f時刻，一個庫所的狀態用一個向量表示，即Q_f(s)＝[m_f(s),x_f(s)]；

混雜系統在f時刻的混雜狀態：

Q_f＝{Q_f(s₁),Q_f(s₂),…,Q_f(s_n)}＝{[m_f(s₁),x_f(s₁)],[m_f(s₂),x_f(s₂)],…,[m_f(s_n),x_f(s_n)]}。