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楼主: 晨枫
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[工程技术] 关于模糊控制

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21#
 楼主| 发表于 2015-2-8 00:13:33 | 只看该作者
橡树村 发表于 2015-2-7 08:19
9 w6 h- t6 J$ i) J5 d4 C8 T! M大工业装置反而很难实现很精确的控制,而且也不是很有必要实现很精确的控制。
5 A* c+ E+ y0 }( o2 L" |
* b3 `+ y  E# L9 x2 ?2 f0 I比如装置的体积略微大一点 ...

7 O- L$ h' Z  L' D/ t: r这个得看,尤其是温度分布中某一点(通常是容器顶或者底)接近相变点的时候,要格外精确控制。除非是相平衡容易(闪蒸或者蒸发、挥发、气液分离、液液分离)容器,一般过程都不喜欢有相变,连反应带相变而且容许非均态的过程,那是很牛x的。我现在一个反应器,温度分布上下只有2-3度,但底部设定值与trip value可以相差只有2-3度,不小心控制,连正常运行都不行。这鸟东西的通过量(throughput)还300多吨/小时,靠放热反应自己维持温度,没有外循环……
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
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    [LV.Master]无

    22#
    发表于 2015-2-8 00:13:37 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-8 00:004 u7 H1 S6 l* c" V4 P
    你这是压力锅了,一般简易电饭煲的锅盖就是“坐”在上面,不密封的,一旦沸腾,就有意漏气,实际上起到自 ...
    ! O% `* f7 S4 G6 S3 }
    专家系统还是产生了一些产品的,在一些特殊领域有应用,不过现在很少听到了,不像当年那么热闹了,毕竟成功的例子太少。
    5 I" d5 Z$ [+ O: }* R9 O3 x
    9 W! e  l& M1 ]* l  H人工智能辅助决策的东西,首先要人自己把相关问题弄明白,否则依靠啥决策呀。1 f4 O# _* k% E+ ]. J
    2 z8 S" ?( o; ]1 |% H7 |; z: d

    该用户从未签到

    23#
     楼主| 发表于 2015-2-8 00:14:44 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2015-2-7 09:07
    ! o; F+ Q  r2 p  t; _4 C$ S& Z, ]1000度的电饭锅, 哎呀, 光是测1000度的的测温元件就贵了去了, 记得测上千度的一个热偶都是2000-3000刀 ...

    1 V( C" p5 |1 S& o" w! H要看工作条件和寿命要求,实验室坩埚的温度也挺高,元件没有那么贵。工业过程要求24/7/365,那就不一样了。
  • TA的每日心情

    2020-3-6 00:28
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    [LV.9]渡劫

    24#
    发表于 2015-2-8 01:57:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:50; ^4 g, s' h4 @+ T, n
    PWM不是交流的吗?直流只要可控电阻就可以调节功率了,实际上是用增加无用功耗降低加热功率。 ...
    ; r# Y$ x- A. m# i, M* K
    pwm相当于只有单项电压方波的交流。直流用pwm方式调节基本上没有无用功耗
  • TA的每日心情

    2020-3-6 00:28
  • 签到天数: 564 天

    [LV.9]渡劫

    25#
    发表于 2015-2-8 02:18:47 | 只看该作者
    隧道 发表于 2015-2-7 15:46
    2 p# H, W; N% d% \' P/ F; I: M多谢。成本呢?哪个高一些?
    4 `7 U" V; Z7 g. P; h4 N, s! \感觉温度控制是最麻烦的,别的控制可以很快有反应,过了可以很快排掉,扔掉。
    3 U) d+ M- W, b: q* d0 ~ ...
    / W; B, p6 z6 c1 l. n. p
    变频应该是电机控制技术,电饭煲的加热器应该是阻性负载,不需要用到这个
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05
  • 签到天数: 1972 天

    [LV.Master]无

    26#
    发表于 2015-2-8 02:54:34 | 只看该作者
    模糊控制,好遥远的名词,2000年为了毕业写论文在图书馆突击看了不少IEEE文献,什么退火算法、神经元网络算法、知识库、自学习,一堆堆的名词,最后觉得不是成熟领域,什么人都可发明新名词,是出论文的好领域。
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05
  • 签到天数: 1972 天

    [LV.Master]无

    27#
    发表于 2015-2-8 03:06:00 | 只看该作者
    PID控制,儿子最近跟同学捣腾的机器人就是用PID控制,要控制两边的引擎把机器人开到指定位置装卸货物。误差值用的是机器人到目标的距离。他们先试了同时对左右两边的引擎同时pid控制,结果机器人加速后减速准确停在目标点然后开始原地打转。现在他们改成只PID控制一边引擎,加上测量角度加以修正,不知效果如何。% x! m0 p. |) ?# C
    9 l. Q* m! k( g9 b& @$ U
    可怜这帮家伙就是美国初中毕业的数学水平,物理还没学过。

    该用户从未签到

    28#
     楼主| 发表于 2015-2-8 04:57:32 | 只看该作者
    穿着裤衩裸奔 发表于 2015-2-7 11:575 a1 ^8 T+ b9 Y/ }/ }
    pwm相当于只有单项电压方波的交流。直流用pwm方式调节基本上没有无用功耗 ...
    - j0 Y; z) |* H, c5 |! p6 D
    斩波怎么能没有功耗?
  • TA的每日心情

    2020-11-20 06:24
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    [LV.Master]无

    29#
    发表于 2015-2-8 10:36:20 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-8 00:13
    ; D5 A! k" A3 J专家系统还是产生了一些产品的,在一些特殊领域有应用,不过现在很少听到了,不像当年那么热闹了,毕竟成 ...
    $ f; t. q- M$ X
    拍脑瓜,拍大腿~~~~1 e4 |+ i1 u: a& E) l" s. n
    0 V& k% \) v5 A! z- p9 m
    决策的方法多了去了。

    该用户从未签到

    30#
    发表于 2015-2-8 10:36:44 | 只看该作者
    本帖最后由 沉宝 于 2015-2-8 11:02 编辑 # {0 N- q$ E! o2 v% ^0 r2 k( k- l! N
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    ) [  E5 h& N* H& {正是,模糊控制起源于开关控制的“柔化”,也适合多位(开关是双位)控制,但不局限于多位控制,可以连续 ...

    + {+ J3 u5 i: A8 i, \. c
    / z" @, ~) y& ^晨大,不太对吧?+ u5 l5 x# p4 f# \+ T  S, O) Z. U

    . {0 K5 w8 C6 i+ I/ R; X0 |首先,离散系统的物理实现不一定都是要连续化的,比如输出量用于控制汽车的档位,也就是五、六种选择,除非变速箱是CVT。在这种情况下,如果闭环,即有跳跃的输出反馈回输入端,那么系统传递函数就无法保持线性的(即不具有齐次性,也不适用叠加原理,当然也有人认为系统传递函数的概念在此情况下不适用)。对于线性定常系统,数学上可以用有限阶微分方程(组)表示,当输入光滑连续时,输出也必然光滑连续。但是在上面的例子中,即使所有的其它内外因素的变化都是光滑连续的,车速也会表现出一段段折线。对于它的分析,要么用非线性函数逼近,要么按时变系统加以考虑,或是抛弃传统(指古典控制理论),在新的理论框架下解决问题。Wikipedia认为含开关控制器的都是variable structure systems,即离散非线性系统(链接:Bang–bang control)。Wikipedia中的内容不一定全对,但可以参考。8 \8 K5 s- P1 R, Z2 I( y7 O

    : m0 p) o1 E+ u. Y. ]8 j您原来做的题目linear differential equation with discontinuous input研究的应该是线性定常系统(即有一个线性的系统传递函数)在输入不连续时的behavior。这类问题理论上都可以分解成线性定常系统对于单位冲激函数(或阶越函数)的响应。传统方法,像什么频率响应法、根轨迹法判定系统稳定性之类的,还都适用(但不一定好用)。当然在具体到研究特定问题时会有一些相应的方法与技巧。
  • TA的每日心情
    奋斗
    4 天前
  • 签到天数: 1773 天

    [LV.Master]无

    31#
    发表于 2015-2-8 10:39:52 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-8 00:04! p6 M9 H+ w7 \
    PID其实也不基于模型,属于parametric control without parametric model。PID适合于单变量或者多回路( ...

    % J" E( \( J9 O1 Y( N! f对,PID是单变量控制,但哪个变量是关键变量,是根据工艺过程来确定的。可能我的表达有问题让您误会了。基于模型是指根据模型选择控制的变量,而不是说用PID控制多变量。

    该用户从未签到

    32#
     楼主| 发表于 2015-2-8 11:14:42 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2015-2-7 21:27 编辑
    ' @# o$ b( S: |+ o+ J. S. [5 p
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    : X* h, d' H) R& |" G晨大,不太对吧?
      o5 O2 L4 R. z9 ^3 u9 I2 q3 v. M/ T
    首先,离散系统的物理实现不一定都是要连续化的,比如输出量用于控制汽车的档位,也就 ...
    # I& ], F3 ^, d9 e/ C0 Y/ I

    8 L3 u9 ~9 R  l/ s5 P. I7 |/ F离散系统指discrete system,也叫采样系统sampled data system,而你说的是非连续系统discontinuous system,不是一回事。discrete或者discontinous都可以是线性的,线性系统与否,由是否为线性微分方程(或者线性差分方程)决定,含有非连续项不影响线性性(linearity)。但要是方程本身为非线性,或者貌似线性,但有参数为状态的函数,那就是非线性的了。! N; b' e8 r, k
    + I) g/ L/ R1 o
    连续线性系统的向量通式为
    ( n* K/ B% g, e$ g9 |2 m' PX_dot=AX+BU
    % ]  [: a9 E/ t( F% ?7 y! N1 ~Y=CX- ]' v4 p, }8 ]. ^( p4 i
    X_dot是向量的时间导数,{A, B, C}可以为时间的函数,那就是时变系统,但依然是线性的;但若是{A, B, C}为X的函数,那就是非线性的了。当然,这只是非线性的一种。在这个表述下,X不可能是不连续的;但U可以是不连续的,这就是Bang Bang控制,依然是线性的。线性与否最后要看叠加原理是否适用,在这里,即使U是对时间不连续的,叠加原理依然适用。也就是说,U的幅度加倍的话,X的响应也加倍。
    0 @( ~! g; n, p/ E: ?( [+ ?1 r1 g# y1 S% ?' n
    经典(主要指频域)控制理论的基础是线性、定常(时不变),时变和非连续都不适用。汽车换挡控制不是连续系统,是非连续系统,不能用经典控制理论分析。, k: j* o/ {  q0 P

    0 W* u, }% \# l4 ^, L8 t  e我的论文是affine nonlinear system control with discontinuous control及用李雅普诺夫函数设计的discontinuous control的连续化。我用的是时域方法。

    点评

    涨姿势: 5.0
    没有办法:大概的概念可以光说,抠细节就必须把公式搬出来了  发表于 2015-2-8 15:56
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕,看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18

    该用户从未签到

    33#
    发表于 2015-2-8 11:50:56 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-2-8 11:14
    $ \2 }; q: w7 h8 e/ u( D. O8 x' K( [离散系统指discrete system,也叫采样系统sampled data system,而你说的是非连续系统discontinuous syst ...

    2 F% o( O, B1 K. l' `看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    3 ~+ _6 d" `! g; g) {5 E* B3 H
    , k2 A. N0 `1 y对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议,但我们至少都同意一个多位控制系统,比如汽车档位或是最开始讨论的有大小火的电饭煲,严格地说都不能用经典控制理论分析,真要做PID调节的话更多的是凭经验了。
  • TA的每日心情
    奋斗
    4 天前
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    [LV.Master]无

    34#
    发表于 2015-2-8 12:05:31 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-7 19:58
    % _' r: V  N( e有控制专业的来说啦。& c  W+ R' ]9 X" f: O) H
    2 T+ z# q" t& R
    这基本上是个密闭体系,水的蒸发量加大就会导致体系内压力增加,这样沸点也就会略有 ...

    / I: i) s# O' H& \  k不愧是过程控制的专家,把容器控制的道理说的简单明了。我就说不清楚。- [& c" h4 c+ I0 L4 T8 g
    不过就电饭煲而言,不会去测压力。还是会用温度的ON/OFF控制,只不过可以让加热器分级加热而已。比如50度以下加热器功率全开,50-70度关一些功率,直到最后只保温需要的温度。
    ' O5 o- E! p% ]) \# c( Z6 w7 l
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    / D% F0 ~+ B; @. u* t
    举双手双脚同意您的这个观点。所以我说日本电饭煲的价钱都付给了模糊控制,把他们在模糊控制上的成本找回来。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
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    [LV.Master]无

    35#
    发表于 2015-2-8 12:07:07 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2015-2-8 11:50
      ^$ }5 D! U( F; V) `看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    : {' O* c5 V- ~( Q  M8 N) t/ N9 h' R! b3 }; G
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    . W$ s% B5 i) Z, r# x有大小火的电饭煲,如果说的是最简单的那种,其实控制非常简单。一开始大功率加热,达到水沸点的时候继续保持大功率,也就不需要控制输出功率,然后,一旦温度超过沸点,直接改小功率进行保温就是了。就是一个简单的开关。' `1 L  N; w: P; c$ l. A! T
    ( R* K' \. z9 ?' q1 P+ [
    而存在复杂控温设计的电饭煲,很显然加热功率就不仅仅大小火两个档了。2 `; g& V% Y, ]

    * T) Z3 u5 ]$ @7 C. I! |这个和汽车换挡还是很不一样的,汽车在每一个档位都可以改变输出功率的。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
  • 签到天数: 2488 天

    [LV.Master]无

    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05) O) S+ }, M. O6 R( F* ]0 L
    不愧是过程控制的专家,把容器控制的道理说的简单明了。我就说不清楚。* x0 [- k! e# n1 B1 A
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    ! }/ k& f0 ]6 T9 p6 `1 S" A( P
    如果只是根据不同温度直接控制加热器的开关,那这个和什么PID什么模糊控制都扯不上关系呀!这个唬人程度超出我的想象了
  • TA的每日心情
    奋斗
    4 天前
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    [LV.Master]无

    37#
    发表于 2015-2-8 12:18:26 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-7 22:19% b4 ~+ [4 A& ]% [/ H, ^
    大工业装置反而很难实现很精确的控制,而且也不是很有必要实现很精确的控制。' g" ]2 U' A. f8 K, o, i% C

    2 _5 H6 B  f/ z9 D. @$ Z比如装置的体积略微大一点 ...

    , v( F) p2 l! ^, a5 y$ ~我认为这就是PID控制最后战胜模糊控制等的原因。工业过程控制,根据产品的不同对控制的精度要求也不同,稳定性要求也不同。大多数时候,是允许一定的误差的,所以PID控制就可以达到目标。而高精度的控制PID调节也能达到。而模糊控制或者神经模糊控制(Neuro-Fuzzy Control) 很多时候的精度上的优势未必有用,调节的速度效率未必能达到要求,而且花费可能就多得多。
  • TA的每日心情
    奋斗
    4 天前
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    [LV.Master]无

    38#
    发表于 2015-2-8 12:29:40 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-8 12:13
    1 C+ i6 v# U9 m$ A" y2 _6 p1 \' i2 p4 _如果只是根据不同温度直接控制加热器的开关,那这个和什么PID什么模糊控制都扯不上关系呀!这个唬人程度 ...

    6 K/ _- W1 d5 W8 y' g  J我不知道他们在电饭煲的编程怎么做的。我自己的电饭煲是松下的,不是贼贵的那种,也写着fuzzy。煮饭时就听到滴嗒滴嗒的开关声音。再看看里面的元件,我不认为他们会花大价钱做啥复杂的模糊控制。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01
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    [LV.Master]无

    39#
    发表于 2015-2-8 12:40:06 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:294 R, c# |* n- k* l7 z
    我不知道他们在电饭煲的编程怎么做的。我自己的电饭煲是松下的,不是贼贵的那种,也写着fuzzy。煮饭时就 ...
    - Z  R. x; S& ~5 r: R
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
  • TA的每日心情
    奋斗
    4 天前
  • 签到天数: 1773 天

    [LV.Master]无

    40#
    发表于 2015-2-8 13:14:44 | 只看该作者
    橡树村 发表于 2015-2-8 12:40
    ) y' z5 F' w" b9 b看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。

    ! c4 m1 N; L. A% U- J哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。+ l  q! h2 U! \# R& _- V
    我觉得日本人的模糊控制最成功的可能就是能跟人聊天的机器人,很适合发达国家的人娱乐娱乐,工业上能干啥?

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