本项目属于自动化科学与机械工程的交叉学科。作为自动化科学与机械工程中最重要的分支学科，自动制造工程特别是结合了现代科技的先进制造工程是国民经济的支柱。只有在制造领域，科学技术才能转化为现实生产力，否则只是潜在生产力。制造系统呈现离散事件驱动和连续时间驱动相结合的混杂特性。经典的微分方程和差分方程方法不再适用，先进的离散事件动态方法仍然有待完善。先进制造的研究对经典数学提出更多挑战。层次式结构和分布式结构是解析大规模复杂系统的经典方法，但是并不能准确表述其形态特征。先进制造系统中，各个制造单元是自治性的，相互关系是平等的。矛盾、冲突、死锁等需要通过相邻单元的合作和协商来解决。单元内部具有自学习、自进化能力。应用变态分层结构极大地降低系统复杂度，并使得系统具有适应性、鲁棒性和可重构性。以上述科学及工程问题为背景，本项目在教育部、国家自然科学基金以及国家863计划项目等的资助下，系统地研究了制造系统的监督控制理论和方法。主要成果如下：   第一，根据基本信标对应于一组线性无关向量组的原理，首次提出了基本信标不唯一的思想。给出了最优基本信标的概念。该研究成果将原本具有指数式复杂度的组合优化问题转化为可以找到多项式算法的线性规划问题，从而实现了最优基本信标计算的高效性。研究进一步地将基本信标理论推广至一般网系统。与现有的方法相比，提出的方法可以极大地降低控制的复杂度，提高受控系统的性能，而且计算简单，并为后续的研究提供了理论基础。另外，被推荐人的研究也可以成功应用于其他资源分配系统，充分显示了其坚实的理论基础和广泛的应用前景。    第二，根据Petri网的不变式特性，提出了自动制造系统中的死锁控制与比例控制问题及其协调解决机制。证明了应用不变式的比例控制不会引入新的信标，也就是它们自身不会导致系统的死锁。这就意味着这两种不同的监督控制器可以独立地进行设计与实现。提出了一组线性不等式，从而可以迭代计算Petri网中的信标，实现了可以高效计算的控制器设计算法。该算法有效地实现了将原本需要进行算法复杂度为指数式的枚举运算才能实现的死锁状态检测方法转化为简单的数学规划问题，无需计算出所有的状态或信标即可甄别出死锁状态及其对应的信标，并对它们加以控制。   第三，针对考虑资源分配的自动制造系统，提出了兼顾控制器实现代价和受控系统性能的活性监督控制器设计策略。给出了一种可以计算实现代价最小的监督控制器的方法，节约了系统的控制成本。将研究成果进一步地应用于时间Petri网，以便于综合评价系统的控制代价和运行效率。应用权系数法实现了综合评价多个目标的数学规划方法，进而提出了降低控制器实现代价和提高系统性能的新方法，文中提出的方法可以用来取得控制器实现代价和系统生产效率的平衡。应用比例控制器可以有效地消除各个加工路径中因为时间因素而可能出现的死锁现象。   第四，针对考虑全局时间的自动制造系统，提出了具有多项式时间复杂度的监督控制器设计策略。研究成果避免了现有研究必须进行的危险状态和事件的分离操作问题。在不计算系统可达图的情况下，首次解决了对于考虑时间约束的Petri网控制器的实现问题。由于一般线性约束将系统关联矩阵分解为输入和输出矩阵，因此控制器允许自环的存在，从而有效地解决了在有不可控制事件的情况下，自动制造系统的控制难题。自环的存在使得指向特定不可控制变迁的控制库所输出弧可以不影响该变迁的发射，从而避免将该约束转化为有更强限制的约束的操作，进而有效地确保系统的最大许可行为。   第五，针对具有复杂加工工艺过程的自动制造系统，提出了递阶式的建模方法和代数式的控制方法。克服了现有方法要么关注于研究具有柔性路径的系统，要么关注于研究具有装配工序的自动制造系统的缺点，首次将柔性路径和装配工序结合起来。提出了一种递阶式设计方法，可以有效地综合上述的诸多结构特性，为研究更加复杂的系统奠定了基础。提出了能够对死锁处理或其它控制要求实现有效而且高效的监督控制的新方法。通过结构分析，分别在几何空间和代数空间建立了系统的活性、无死锁性以及拓扑结构之间的对应关系，给出了复杂系统中死锁的检测和控制策略。   本项目所产生的30余篇核心论文全部被以IEEE会刊为代表的SCI检索国际期刊收录，其中最高影响因子8.785。研究成果多次受到包括多名IEEEFellow在内的国际同行如美国美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校教授、IEEETrans.AutomaticControl和IEEETrans.onControlSystemTechnology副主编C.N.Hadjicostis的正面评价。应用WebofScience检索显示，累计被引用370次，其中他引次数为332次，累计施引文献为192篇，平均每篇被引次数为12.76，单篇最高他引次数为86次，H指数为11，项目成果获得了陕西省高等学校科学技术奖一等奖，IEEE协会FranklinV.Taylor纪念奖及最佳会议论文奖，IEEE国际机器人与自动化会议最佳自动化论文提名奖(Finalist)。