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鲁棒离散优化理论在电梯群控调度中的应用

作　者: 王维佳
导　师: 宗群
学　校: 天津大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 不确定优化 鲁棒离散优化 整数规划 分支定界法 电梯群控调度
分类号: O231
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


不确定优化问题具有重要的研究意义,而鲁棒优化作为研究不确定优化问题的一种新方法,近年来得到了各国学者的广泛关注。论文主要研究了鲁棒离散优化的建模、模型转化及模型求解理论。并将鲁棒离散优化应用于电梯群控调度问题的实际研究中。论文的具体研究内容如下:论文首先介绍了不确定优化理论的主要分析方法,说明了鲁棒优化的研究意义,并对鲁棒优化理论的研究现状进行了分析。针对不确定系统的鲁棒优化理论,介绍了鲁棒优化的基本原理,然后分析了Bertsimas的鲁棒优化理论框架。重点阐述了鲁棒离散优化理论,给出了鲁棒离散优化建模,模型转化的方法,并研究了约束违背概率边界理论。针对电梯群控调度实际应用问题,研究了鲁棒离散优化建模与求解问题。首先对电梯群控调度问题进行简要介绍,总结分析了现有群控调度方法,并对交通流不确定性这一关键问题加以分析。在此基础上,建立起基于Bertsimas理论的电梯群控调度鲁棒离散优化模型,实现了模型鲁棒对等式的转化,从而将初始不确定鲁棒离散优化问题转化为一个计算可处理的混合0-1整数规划问题。随后,深入研究了鲁棒离散优化问题的求解方法,通过对不同方法的比较分析,最终采用整数规划方法来完成电梯群控调度鲁棒离散优化问题的求解工作。最后论文完成了电梯群控调度RDO算法的实现与仿真实验。对于电梯群控调度问题的鲁棒对等式,即一个混合整数规划问题,可利用优化软件进行辅助求解。结合实验室已有的电梯群控虚拟仿真环境,利用优化软件设计基于鲁棒离散优化方法的电梯群控调度算法,定义算法框架中各部分功能函数的接口。最后进行仿真验证,通过与其他调度算法的比较,证明了鲁棒离散优化调度算法在不同交通流下均具有优良的性能和适应能力。实验表明,鲁棒离散优化调度方法可以解决交通流预测误差的影响,很好地改善电梯群控调度性能。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 论文的背景与研究意义  8-13
    1.1.1 不确定优化理论的概念  8-9
    1.1.2 不确定优化问题的分析方法  9-12
    1.1.3 鲁棒优化理论的研究意义  12-13
  1.2 鲁棒优化理论的研究现状  13-20
    1.2.1 鲁棒优化理论的发展历程  13-15
    1.2.2 基于情景集的鲁棒优化  15
    1.2.3 基于椭球体不确定集的鲁棒优化  15-19
    1.2.4 鲁棒离散优化理论  19-20
  1.3 论文的研究内容与创新点  20-22
第二章 不确定系统的鲁棒优化理论  22-37
  2.1 鲁棒优化的基本原理  22-24
    2.1.1 鲁棒优化理论的提出  22
    2.1.2 鲁棒优化的基本思想与研究思路  22-24
  2.2 Bertsimas 的鲁棒优化理论  24-29
    2.2.1 研究意义与核心思想  24-26
    2.2.2 Bertsimas 鲁棒优化理论框架  26-29
  2.3 Bertsimas 鲁棒离散优化理论  29-36
    2.3.1 鲁棒离散优化问题模型  30
    2.3.2 鲁棒离散优化的模型转化  30-32
    2.3.3 鲁棒离散优化对等问题的求解方法  32-33
    2.3.4 约束违背概率边界理论  33-36
  2.4 本章小结  36-37
第三章 电梯群控调度问题的鲁棒离散优化方法  37-59
  3.1 电梯群控调度优化问题  37-43
    3.1.1 电梯群控调度系统简介  37-38
    3.1.2 电梯群控调度优化问题的研究现状  38-41
    3.1.3 电梯群控调度的关键问题  41-43
  3.2 电梯群控调度问题的鲁棒离散优化模型  43-52
    3.2.1 电梯群控调度RDO 模型的建立  44-49
    3.2.2 RDO 模型的转化  49-52
  3.3 电梯群控调度RDO 问题的求解  52-58
    3.3.1 不同RDO 求解方法的比较  52-54
    3.3.2 整数规划求解方法  54-57
    3.3.3 利用LINGO 求解鲁棒离散优化问题  57-58
  3.4 本章小结  58-59
第四章 电梯群控调度RDO 算法的实现与仿真实验  59-74
  4.1 电梯群控虚拟仿真环境简介  59-62
    4.1.1 群控仿真环境原理介绍  59-61
    4.1.2 调度算法运行流程  61-62
  4.2 电梯群控调度的RDO 算法实现  62-67
    4.2.1 算法的设计思路  62-64
    4.2.2 整数规划问题LINGO 寻优算法的实现  64-67
  4.3 仿真实验  67-73
    4.3.1 电梯群控虚拟仿真环境设置  67-68
    4.3.2 仿真实验及结果分析  68-73
  4.4 本章小结  73-74
第五章 论文总结与展望  74-76
  5.1 论文工作总结  74
  5.2 未来研究展望  74-76
参考文献  76-81
发表论文和科研情况说明  81-82
致谢  82

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中图分类: > 数理科学和化学 > 数学 > 控制论、信息论（数学理论） > 控制论（控制论的数学理论）
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