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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
! U3 ~$ G" h0 Y6 n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。3 f' E# b" Z+ p; L+ q/ u% J
# @* ^4 O6 H# [( T( @+ r+ c3 |
比如装置的体积略微大一点 ...
1 i( P' {  ^5 ~1 h, N
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 00:00, E8 r+ R: d* ^6 K
    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 ...
    8 X) [9 D; a1 ]# t' t: ?
    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。; d9 X4 \4 B: N* T, Q& e( c( S
    + v( U7 j- e2 j
    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。3 q; C0 U  r: S7 Z
    # M1 Q3 _" s( i8 T4 V6 X

    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& c! p0 b( x( E) C6 {" ?+ q
    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 ...
    , L6 i3 |6 a% r+ S/ }
    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/ Q, l; b8 k7 P# A/ x
    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+ e- q) e% X" T9 I! |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
    5 i/ F5 I6 ~- c+ J8 K2 B3 y多谢。成本呢?哪个高一些?
    ; k) Z1 c" P( r4 X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。
    4 v" @; E3 u% v. ^% k7 n' H' j ...
    ! b4 H. D6 }! e) B, |' {
    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。
    # [+ C9 f4 M  L1 V
    2 E% W. m% x/ o9 _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 11:57
    / A* C/ L' o" ^/ c0 f$ {3 Zpwm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 ...
    5 V6 F7 |1 q$ K; s
    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
    4 T) Z- W: L" u! }5 n5 i" P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 ...

    " U% f( d  ~" K  }拍脑瓜,拍大腿~~~~) h$ w7 U" d. T$ {1 \* K6 n
    4 ?) z( w) m9 d/ `" ^. h! R
    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 . q* `% w% h) s; @& L9 ^2 C
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:542 E: [5 i. ?( I0 E; \1 |
    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 ...

    1 {! `; A  {5 g! K  @8 m( S  I1 s3 q6 J" l. P; I
    晨大,不太对吧?
    6 J3 o, j; j# Z. Z- M( e
    $ J7 I+ N5 R4 m/ j, f5 l9 y( n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。
    1 n4 r" T. r+ v5 E" z
    1 U  s6 i( b+ }# Z# `2 `4 L9 [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
    9 [8 e3 p" X) G, CPID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( ...
    $ o; ?2 H' K3 X4 P5 B! i
    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 * A& r1 W/ E+ j  U. g3 k9 _# R
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36* {0 h0 p' R3 P- w& j) O+ `
    晨大,不太对吧?2 v1 G9 ~5 D& T: [/ b( R
    * F% N) {4 [) q3 z9 F) p" f
    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 ...
    & J. I1 t3 i2 G7 Y7 @0 X" Z
    3 a6 u( o6 z8 K" ?) O
    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。
    $ N7 N1 I! N8 l# s! u$ o" e( ~% r7 C9 R* l: c+ F! n# E
    连续线性系统的向量通式为4 Z% \% \, ]7 O  }% o# V
    X_dot=AX+BU2 }: ~) u% C# F* \$ b
    Y=CX% Q; o& z, z% G: P# y* o6 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 V  ^( e% q; H  `, }+ A- ^5 h: `  l$ b4 T' _( I8 ]; z
    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。6 ?4 M: T3 B; K8 u5 Q- B
    ( S$ R. L; g9 C; K% o; H4 J9 a( r
    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" H4 A. }4 s6 C  S9 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 syst ...

    & f; E+ m* f2 Y4 G1 G2 p看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。+ o- i/ T! G4 T9 ?0 ^
    . u9 Z" U2 I9 t' W0 N
    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 19:584 |6 o, I- N  t: C1 B$ O: ]. D1 d
    有控制专业的来说啦。  f) Y) z6 V3 w& E7 X

    " h8 L/ i: @5 _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 ...
    ) ^/ |& T6 y% j, b4 E3 u+ ~' y
    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。
    $ J2 L! v, k/ \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。
    & V7 @" |# h  N; v
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    : `7 U" S3 T& x7 h- Q5 i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
    ! w+ C: Z& s; i! M' Z看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。
    5 f( U, [- W1 h( `. h# _
    + _. J# t% ]' A) O% W! M对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    $ G, [/ |* Q" e" s1 M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。
    " l# {2 d* o+ M# w4 Q6 x0 R" n! ?) w1 ]; u9 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。
    : d' N' E6 G" W- `( @1 Q% l: ^: G3 J; d6 c4 ~5 M
    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
    , q/ j5 |( e4 f2 W" P* b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。
    & z! Q0 |" C4 \, |! |# L不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...

      H8 e8 F; t$ `' Y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 22:191 s& `( a" D4 T: Z
    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。1 N: _) l. O( n' z

    % c, p) ~% |" t- B: J比如装置的体积略微大一点 ...
    / p5 U7 n& D( ~5 a4 N
    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' t' B  g( k( w% c; c* L
    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 ...

    , Q! h9 Z6 \9 h/ ?& w: G, z4 M: t. e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 12:295 {% @3 O: H: {2 p( Y+ ]& U
    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 ...
    $ @! X, t/ @9 n2 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。
  • TA的每日心情
    奋斗
    4 天前
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    [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
    . A7 M0 [; E9 S/ n; k! c看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    ! d4 V4 S! x( J, T4 f+ F( [" g
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    5 L7 ?, q. B, E4 o( H( b7 ~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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