Petri网是以研究模型系统的组织结构和动态行为为目标的,它着眼于系统中可能发生的各种状态变化以及变化之间的关系。
基本Petri网包括:库所、变迁、输入函数、输出函数四个部分,即PNS=(P,T,I,O)。也可把输入函数和输出函数合并,将Petri网分为:库所、变迁和弧三个部分。将其用字母表示如下:
1)P={p1,p2,p3,…,pn}是库所的有限集合,n>0为库所的个数;
2)T={t1,t2,t3,…,tm}是变迁的有限集合,m>0为变迁的个数;
3)I:P×T→N是输入函数,它定义了从P到T的有向弧的重复数或权的集合,这里N{0,1…}为非负整数集;
4)O:T×P→N是输出函数,它定义了从T到P的有向弧的重复数或权的集合。
在Petri网的形式化表示方法中,动作称为变迁,用方框、粗杆表示;发生条件称为库所,用圆圈、椭圆表示。文献中一般以⋅t表示t的输入库所,t⋅表示输出库所,同理以⋅p和p⋅分别表示输入输出变迁。某一库所表示的局部状态的实现情况用库所中所包含的托肯(token)数目(m(p))来表示。在Petri网中,用库所中的小圆点表示托肯。库所、变迁和它们之间的输入函数、输出函数一起形成了网。
图4-1所示为一个简单的Petri网结构图。
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图4-1 简单的Petri网结构图
图4-1中,P1、P2、P3为库所,t1、t2为变迁,连接库所与变迁,由库所指向变迁的称为为输入函数,由变迁指向库所的称为输出函数。其中P1和P2各有一个托肯,由使能定义:一变迁t∈T在标示m下使能,当且仅当:∀p∈⋅t:m(p)≥I(p,t),此处∀表示“对于所有的”,在图中可见,⋅t1={p1,p2},由于m(p1)=1≥I(p1,t1)=1,m(p2)=1≥I(p2,t1),因此t1使能;而⋅t={p3},由于m(p3)<I(p3,t2)=1,因此t2不使能[3]。当变迁t1激发后,Petri网的托肯值便发生了变化,如图4-2所示。
图4-2 变迁激发后的托肯变化
由此可知Petri网的托肯数并不是固定不变的,它与网的结构和输入函数,输出函数的权值等有关,其数目可根据公式m(p)=m(p)-I(p,t)+O(p,t)计算得出。
Petri网中的库所和变迁除了可以设为离散型,也可以设为连续型,但在表示结构图时,连续库所会用一个双实线圆表示,连续变迁会用黑实线或是双实线矩形表示。此部分会在下一节的混杂Petri网中重点介绍。
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