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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林志遠
研究生(外文):Chih-Yuan Lin
論文名稱:一個新的解混合式最佳控制問題的方法
論文名稱(外文):A Solution Method for Some Classes of Hybrid Optimal Control Problems
指導教授:林心宇
指導教授(外文):Shin-Yeu Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電機與控制工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:混合系統
外文關鍵詞:Hybrid system
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混合系統模型是利用事件驅動與時間動動態來描述系統的特性。這樣的模型利用時間驅動動態來描述工作在製造設備間移動的情形,而當工作在機器中被處理時,物理特性的變化,則是根據時間驅動動態來陳述。當為了追求工作完成時間與完成工作時的最佳取捨,所衍生出來的最佳化控制問題在製造系統中是一個重要且困難的問題。
在本論文我們將考慮混合系統的最佳化控制問題。基於混合系統的模型,我們先對單階的製造系統作分析,並利用最佳化技巧中的對偶問題,來解決。然後,我們將工作衍生到多階製造系統上,並且利用Generalized Bender’s Decomposition的技巧與對偶的方法提供解決最佳化控制問題的策略。

Hybrid system is used to characterize systems that combine time-driven and event-driven dynamics. The framework uses event-driven dynamics to describe the movement of jobs through a manufacturing facility. While the jobs are processed by the machines, their physical characteristics undergo some transformation. Their physical characteristics change according to time-driven dynamics. The optimal control problems that arise when one attempts to trade-off demands on job completion times against the quality of the completed jogs is an important and difficult problem.
This paper concerns optimal control problems of hybrid systems in manufacturing. Based on the framework of hybrid systems, we first analyze and solve a class of optimal control problems for single-stage processes. Next, we present extensions to multistage manufacturing processes for which we develop solution algorithms that make use of Generalized Bender’s Decomposition techniques and Dual method.

中文摘要 ………………………………………………………………… i
英文摘要 ………………………………………………………………… ii
誌謝 ……………………………………………………………………… iii
目 錄 …………………………………………………………………… iv
圖目錄 …………………………………………………………………… v
第一章 續論 …………………………………………………………… 1
第二章 單階製造系統 ………………………………………………… 3
2.1單階製造系統的兩類問題 ………………………………………… 3
2.2 單階製造系統最佳化控制問題 …………………………………… 7
2.3 結論 ………………………………………………………………… 16
第三章 單階製造系統最佳化控制之解決策略 ……………………… 17
3.1 利用對偶方法解決單階系統最佳化控制問題 …………………… 17
3.2 數值模擬 …………………………………………………………… 19
第四章 多階製造系統 ………………………………………………… 21
4.1 多階製造系統的兩類問題 ………………………………………… 21
4.2 理論推導 …………………………………………………………… 22
4.3 只考慮最後完工時間的多階製造系統 …………………………… 31
4.4 理論分析 …………………………………………………………… 33
第五章 多階製造系統最佳化控制解決策略 ………………………… 40
5.1 對偶方法解決多階製造系統之最佳化控制問題 ………………… 40
5.2 GBD解決多階製造系統之最佳化控制問題 ……………………… 42
5.2.1 解決 primal problem ………………………………………… 43
5.2.2 解決 relaxed master problem ……………………………… 45
5.3數值模擬 …………………………………………………………… 48
第六章 結論 …………………………………………………………… 52
參考文獻 ………………………………………………………………… 53
附 錄 …………………………………………………………………… 54

[1]. David L. Pepyne, Christos G. Cassandras.“ Optimal Control of Hybrid Systems in Manufacturing”, Proceedings of the IEEE, Vol. 88, No. 7, July 2000.
[2]. Christos G.. Cassandras, David L. Pepyne, Member.” Optimal Control of a Class of Hybrid systems”, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 46, No 3, March 2001.
[3]. Christos G.. Cassandras, David L. Pepyne, Yorai Wardi,” Generalized Gradient Algorithms for Hybrid System Models of Manufacturing Systems”, Proceedings of the 37th IEEE Conference on Decision & Control. Tampa, Florida USA. December 1998.
[4]. Young C. Cho, Christos G.. Cassandras, and David L. Pepyne.” Forward Algorithms for Optimal Control of a Class of Hybrid Systems”, Proceedings of the 39th IEEE Conference on Decision & Control. Sydney, Australia. December 2000.
[5]. Yorai Wardi, Christos G.. Cassandras, David L. Pepyne,” A Backward Algorithm for Computing Optimal Controls for Single-Stage Hybrid Manufacturing Systems”. Intl. J. of Production Research, Vol. 39, No. 2, pp.369-393, 2001.
[6]. Christos G.. Cassandras, Qinjia Liu and Kagan Gokbayrak.” Optimal Control of a Two-Stage Hybrid Manufacturing System Model”, Proceedings of the 38th Conference on Decision & Control, Phoenix, Arizona USA, December 1999.
[7]. David G.. Luenberger, Linear and Nonlinear Programming, Addison Wesley, 1984.
[8]. Edwin K. P. Chong, Stanislaw H. Zak, An Introduction to Optimization, A Wiley- Interscience Publication.1996.
[9]. M. Geoffrion.” Generalized Benders Decomposition”, Journal of Optimization Theory and Applications, Vol. 10, No. 4, 1972.

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