混杂系统同时存在着连续变量和离散变量,系统状态既具有连续动态性能又具有离散动态性能,是介于控制论和计算机科学之间的研究对象。由于计算机广泛应用于控制系统中,许多复杂系统都具有由上级的计算机控制与底层的控制器相结合层次特征,而且在制造工业中存在大量的混杂系统。传统的建模与控制方法在混杂系统中无法获得精确的系统模型和令人满意的控制效果。本文主要研究混杂控制系统的建模与最优控制两个方面问题。对于一个典型的基于离散混合自动机模型的摩托车车速调节系统的最优控制问题,转化模型为混合整数线性规划模型,并提出使用Benders分解算法求解该问题。对于钢铁企业热轧库库存控制问题,应用控制理论的方法建立反映热轧库库存控制问题动态特性的数学模型,并使用Benders分解方法对该模型进行求解,给出最小化库存费用的订货策略。本文的主要工作为：(1)针对混杂系统同时含有离散和连续变量,难于直接求解的特点,本文提出相应的模型转化方法,转化模型为常规的混合整数线性规划(MILP)模型,并以摩托车车速调节系统为例建立MILP模型。(2)针对混杂系统提出Benders分解算法求解,以摩托车车速调节系统最优控制问题为例,应用Benders分解方法求解,并使用有效不等式方法进行改进Benders分解算法。验证了Benders分解算法在求解混杂系统最优控制问题中的可行性和有效性。(3)应用控制理论以库存费用最小为目标,求解多种库存产品决定多个时段库存库存策略问题。热轧工序对生产产品有一些分组限制,本文引入离散变量反映这个关系,并基于控制理论思想建立反映库存的动态性能数学模型,该模型为混杂控制系统模型,并为典型的混合整数规划模型,通过使用Benders分解算法对该问题进行求解,得到最优的库存控制策略。