[論文レビュー] On Algorithms and Extensions of Coordination Control of Discrete-Event Systems

Jan Komenda, Tomáš Masopust+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2012

Petri Nets in System Modeling参考文献 11被引用数 2

ひとこと要約

本稿は、離散イベントシステムの協調制御フレームワークを見直し、簡素化するために、条件付き分解可能性、制御可能性、閉包性の概念を洗練させた。一般の非前綴閉包言語における非ブロッキング性を保証する協調者を計算するための新規手順を提示し、従来の前綴閉包言語に限局した研究を拡張することで、分散監視制御におけるより広範な適用可能性を実現する。

ABSTRACT

In this paper, we further develop the coordination control scheme for discrete-event systems based on the Ramadge-Wonham framework. The notions of conditional decomposability, conditional controllability, and conditional closedness are revised and simplified, supremal conditionally controllable sublanguages of general non-prefix-closed languages are discussed, and a procedure for the computation of a coordinator for nonblockingness is presented.

研究の動機と目的

• 前綴閉包言語に限らない一般の正則言語へと協調制御フレームワークを拡張すること。
• 条件付き分解可能性、制御可能性、閉包性の核心的概念を、より明確で適用性の高い形に簡素化・再構築すること。
• 協調制御アーキテクチャにおいて非ブロッキング動作を保証する協調者を体系的に計算する手順を開発すること。
• 既存手法におけるギャップを埋めるために、非前綴閉包設定における上界の条件付き制御可能部分言語の一般アルゴリズムを提供すること。
• libFAUDES などの既存ツールが非前綴閉包仕様を扱えるように拡張することを支援する実装可能性を高めること。

提案手法

• 完全な一般性を保ちつつ、より単純で同等の定義を用いて条件付き分解可能性、制御可能性、閉包性を再定式化する。
• 上界の条件付き制御可能部分言語を活用することで、非ブロッキング性を保証する協調者の計算手順を導入する。
• システム動作と監視者との相互作用をモデル化するために、射影と同期積演算を用いる。
• 制御可能性と閉ループ動作を保証するために、LCC（出力制御一貫性）とオブザーバーの概念を適用する。
• 最大の実行可能監視者言語を計算するために、上界の制御可能部分言語作用素 supC(K, L, Eu) を用いる。
• オブザーバーおよび制御可能性の性質に基づき、協調者が非ブロッキング性を保証する条件を確立する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 条件付き分解可能性、制御可能性、閉包性の概念は、理論的基盤を損なわず、どのように簡素化できるか？
• RQ2 一般（非前綴閉包）言語の上界の条件付き制御可能部分言語の構造と計算手法は何か？
• RQ3 非前綴閉包言語における協調制御の非ブロッキング動作を保証する協調者を、どのようにアルゴリズム的に計算できるか？
• RQ4 非制御可能イベントが存在する状況下で、協調者が制御可能性と閉包性をどのように維持するか？
• RQ5 このフレームワークは、libFAUDES などの実用的ツールが前綴閉包ケースを超えて非前綴閉包仕様を扱えるように拡張可能か？

主な発見

• 本稿は、条件付き分解可能性、制御可能性、閉包性の簡素化されたが同等の定式化を提供し、明確性を向上させるとともに、より広範な応用を可能にする。
• 非前綴閉包言語における協調制御の非ブロッキング性を保証する協調者の計算に関する新規手順が確立された。
• 一般の非前綴閉包言語の上界の条件付き制御可能部分言語が存在し、提案されたフレームワークのもとで計算可能であることが示された。
• 本稿は、特定のオブザーバーおよび制御可能性の条件下で、協調者が閉ループシステムが非ブロッキングであることを保証することを証明した。
• 前綴閉包ケースへの拡張は、LCC とオブザーバーの性質を用いた再定式化された証明により行われ、従来の研究と整合しつつも、理論的根拠を強化した。
• 本フレームワークにより、libFAUDES などのツールにおける非前綴閉包仕様用の協調制御プラグインの実装が可能となり、実用的展開における重要なギャップが埋まった。