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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
+ S, X4 c. N1 K  I$ Z% A7 c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。
. i7 c# v; a  Y$ B9 _9 N+ `8 \4 v  M$ r+ \1 l/ P/ ?. O# b& _
比如装置的体积略微大一点 ...
2 P  v* `; B" a
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
  • 签到天数: 2488 天

    [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 00:006 D$ A; y! w) h0 U+ _; t1 |
    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 ...
    & g& ]3 b% ^4 B' T6 q' |; 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。5 i# ^% u# _& r% x
    7 x, Y& s* {2 r. f9 m; k8 }
    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。
    4 F$ Z+ q( w5 B' N8 v
    0 w& ?% Y: G  p! J/ N

    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
    . a1 \: d8 z9 X. z" t9 f3 v8 v2 f1000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 ...

    6 e6 G& r' O, d( l3 \  E  l  u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
  • 签到天数: 564 天

    [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& ^6 D, s2 u8 s! g
    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。 ...
    7 Y9 k. g+ t% `" g/ G) o
    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
    ; X1 j, N! n$ H9 o多谢。成本呢?哪个高一些?
    % g' M* k2 `+ e& o) z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。, R' x/ n) E7 f$ k- k1 g
    ...
    2 U. r2 E; A( V& a( }4 k4 S
    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。7 \, Q$ Y7 V. L2 s- ^: D) |; L6 K
    / z7 D1 h4 }* a% V6 b5 W/ I. J
    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
    8 F! ~0 X5 D7 a  a8 h  T7 Opwm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 ...

    & }' u* P# k: P/ b1 _2 r0 ^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
    7 P  L8 E$ q0 g3 r2 y$ P# e4 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 ...

    + P9 `- T/ K5 Q; W# y拍脑瓜,拍大腿~~~~8 w' W& K* x: v' S/ ^
    / H  f# K5 _: W1 Y; I& [
    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
    2 o* n" E! Y8 u0 z6 g) t2 o6 n
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54# E/ w+ m: k6 ]8 w) e% \+ E
    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 ...

    ; p: M  D! L  u' m7 H+ Q; r
    0 c3 C" n: B* W4 w晨大,不太对吧?( w) T; O2 L6 `+ B) ?
    & E4 s( [0 q) p$ V, N! J  H
    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。0 R, T! ~, {. i# X% q1 E$ a% t
    # J( t$ J, h9 g8 h# K8 p
    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
    3 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 00:048 {. e# v6 Q: \  c& D& f; C
    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( ...
    6 Z: I- r" e: c) x
    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
    9 r3 w9 b7 v0 o& h& D
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    " m, V. O& U% G$ A7 Q4 c/ f9 j0 l: k# H晨大,不太对吧?
    , j0 W0 I: S  I; L4 Q
    ) K/ C8 f7 _) _* m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 ...
    $ g! R/ r+ d- G6 G9 V, e

    6 E8 T: o& O, V; s. i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。
    7 {& v/ {  |! X9 A6 f; t$ {
    7 R  n+ n9 T7 O, y! U9 e连续线性系统的向量通式为5 |, V! J5 e  i& L3 s# H
    X_dot=AX+BU
    1 U0 K4 J7 n! s  l9 u# bY=CX
    * m1 t4 [' m! G* g' `% V, ?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。
    . w( d. h( J9 l  e. h8 M
    ) j7 h& D+ i' j3 \$ z  q" u$ Y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。
    " B* ^4 M, Q. K. g. Z; m, c7 \6 C, ?* w& ]4 r' U
    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$ h/ v" }# D$ U$ r
    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 ...
    1 c. a0 {" B/ j* {5 o/ c5 P
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。- @2 F, N7 G; }6 r5 Z

    8 f4 O" [. N6 [" I3 l! ?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
    3 天前
  • 签到天数: 1773 天

    [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
    & Q4 I0 U2 X. Q* z有控制专业的来说啦。8 z; h! d7 p0 }# J) |

    9 W1 G% [; c" p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 ...
    + j; C/ |! c8 W' W
    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。
    ) R& I; K! P. `* {. n( u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。5 b( i/ t9 J4 H' Z- a! }$ d
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。
    7 ]/ F: N- G8 g! D& n+ W' A4 w# E
    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
  • 签到天数: 2488 天

    [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
    4 U6 q2 q; A$ @/ |看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。9 L$ x2 y) Q0 {- @
    % d9 g; P- P* Q( b0 p
    对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...
    # F( |6 h. u7 ]. V
    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。
    5 j; Y6 C$ [4 u  Y/ ^* m
    ; Z. t7 A) {, @& n" W6 j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。. v% x. h* ~* x7 l" B4 y3 j- R
    ) j4 u6 c# u; G+ w3 p; t+ 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/ L" X. [9 O2 |; r" I
    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。
    & s0 h# e* k: u7 I不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    ( ]& T' G( X- [: Q5 e
    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
    3 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
    8 u" y+ D- C6 ?9 G3 S% l8 {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。
    ; F6 r1 O  M% q, K0 D1 H+ y+ @4 K
    比如装置的体积略微大一点 ...

    + k, B; Z3 O( k" B0 \& K6 ^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
    3 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& f4 B  N/ h/ v# m( n! K  I$ Q
    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 ...
    % A6 w4 z2 f3 r: e3 l7 f: s! C
    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
  • 签到天数: 2488 天

    [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 12:29
    8 Z% ~8 V$ o+ [0 S9 G* f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 ...

    2 l. \! `8 U# q) j# ^) a1 n/ E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
    3 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
    ' V% L- M( n+ Q9 q) {: j! O: B8 V看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    9 P9 l- |2 i) D. z4 q
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。
    ! z( Z# G; S- x; x2 p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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