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楼主: 晨枫

[工程技术] 关于模糊控制

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 楼主| 发表于 2015-2-8 00:13:33 | 显示全部楼层
橡树村 发表于 2015-2-7 08:19
, v, d, D7 K& t8 _8 M5 `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。4 |+ z9 `4 |5 x. i! l, X; m
* M! U! _# |1 f% Q7 c% Z! H  }
比如装置的体积略微大一点 ...
/ U) v* P* E4 A$ b% N3 @! \5 C
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

    发表于 2015-2-8 00:13:37 | 显示全部楼层
    晨枫 发表于 2015-2-8 00:00  s7 f: h- ^0 O% m# F
    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 ...
    * A& O# p- k& ^$ D4 i
    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。' q" @( l8 j9 J( Z: }/ z- D: i
    9 [5 m5 A$ a$ l* |
    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。* M8 y1 x/ c& a" U! R* X

    9 s% v& n+ P7 Y' U1 j: o( a

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2015-2-8 00:14:44 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2015-2-7 09:07: _- }3 U8 U: y' t  a
    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 ...

    $ m( K( O6 h1 h' f! L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

    发表于 2015-2-8 01:57:53 | 显示全部楼层
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:50
    7 B) U* L7 A0 [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 _- t- `0 X  U- S. _2 v9 e
    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

    发表于 2015-2-8 02:18:47 | 显示全部楼层
    隧道 发表于 2015-2-7 15:46
    ( {; |5 T& x  Q8 T4 E多谢。成本呢?哪个高一些?
    . ^2 d' ^* C1 [8 u* {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。
    7 ~: f. e8 R" o4 K* i6 s8 H8 b$ m ...
    # g$ o; N4 S4 L$ M
    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

    发表于 2015-2-8 02:54:34 | 显示全部楼层
    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

    发表于 2015-2-8 03:06:00 | 显示全部楼层
    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。- b( C' h" o9 F3 i# u# i2 x$ W- Y
    * a7 I0 o$ ]! Z. b- t) J1 N. \! h1 t
    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

     楼主| 发表于 2015-2-8 04:57:32 | 显示全部楼层
    穿着裤衩裸奔 发表于 2015-2-7 11:57
    : B+ [; J+ n* V# 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 ...
    : ?1 C) o( M* X$ K% z+ j* L
    斩波怎么能没有功耗?
  • TA的每日心情

    2020-11-20 06:24
  • 签到天数: 1618 天

    [LV.Master]无

    发表于 2015-2-8 10:36:20 | 显示全部楼层
    橡树村 发表于 2015-2-8 00:13$ U3 s0 W8 i& J6 z
    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 ...

    5 c; I$ @4 o6 ~9 |! [! f+ d拍脑瓜,拍大腿~~~~) Y8 k. H3 o* L; [
    ' S+ L- q8 @5 h7 L
    决策的方法多了去了。

    该用户从未签到

    发表于 2015-2-8 10:36:44 | 显示全部楼层
    本帖最后由 沉宝 于 2015-2-8 11:02 编辑 # F- \+ L4 W; @3 _  a3 l
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    " ]! B. r9 Y0 t! d$ b" n1 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 ...

    ! ~# W0 w  H7 q; `4 n5 K
    4 H& L& \% J5 `; `晨大,不太对吧?& H! a9 C0 a+ d/ [8 C
      F: c+ T" N$ q  S1 g$ _
    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 T; e5 ?8 z9 I, Z. s& ^6 w! \3 u. x7 e
    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: 1769 天

    [LV.Master]无

    发表于 2015-2-8 10:39:52 | 显示全部楼层
    晨枫 发表于 2015-2-8 00:04
    - c. P5 i6 d0 J( l$ |: EPID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( ...
    9 f/ b6 |! T# S/ g: q* R( j
    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

     楼主| 发表于 2015-2-8 11:14:42 | 显示全部楼层
    本帖最后由 晨枫 于 2015-2-7 21:27 编辑
    ' l3 M- e% y! `! ^- l8 n+ l1 n
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    ( V; Q# P, a/ b6 Q" N- a& W晨大,不太对吧?" `0 C' ~9 @+ t# L* M
    * Z, S$ j! }/ i/ v, e" g2 v( }" s; f1 J
    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 ...

    ) C' U( X; T% [8 C( ]% c1 M+ X  W& r) ~% ]1 {& y
    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 T1 U5 z, y9 b* G. l9 l, Z
    , ]+ d1 t0 u) }9 J: N" x
    连续线性系统的向量通式为
    7 g. I1 e$ P6 QX_dot=AX+BU* L. `- J/ s5 K
    Y=CX
    + R% W; \. K0 D8 ^# YX_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。( R0 g3 K; P# ]
    8 i8 U* }( B, C
    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。4 A$ ~+ V" m$ }* M6 r/ V
    7 S( Z' q  N# m
    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

    发表于 2015-2-8 11:50:56 | 显示全部楼层
    晨枫 发表于 2015-2-8 11:14$ _0 Q- y( M3 a( {* {8 g
    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 ...
    0 a4 a/ {$ a6 `% q: d
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。8 C' f6 w! Y5 B6 q: U
    # i  z, u* }- 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
    4 天前
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    [LV.Master]无

    发表于 2015-2-8 12:05:31 | 显示全部楼层
    橡树村 发表于 2015-2-7 19:58
    + \2 h' V3 i, i& L# O5 \有控制专业的来说啦。9 q# {. @2 `% l; w1 c

    : `. ]$ H0 C6 l1 O9 H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 ...

    0 |- ?2 ^# ]" V4 \5 v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。9 s0 a# Z: l6 z7 @2 _( E; y
    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。+ D, R4 O% }. N
    不过模糊控制在唬人方面,那肯定是遥遥领先的。

    3 ^) o  A9 {, h. h/ h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

    发表于 2015-2-8 12:07:07 | 显示全部楼层
    沉宝 发表于 2015-2-8 11:503 `% Z9 }: F6 b( I
    看来我对离散系统的概念有误,叫sampled data system就清楚多了。0 W7 _, Q: s! t* M" D% S

    % t6 y4 v9 x1 H0 T( ~; \) X  s- o对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    6 H; ~$ {; k3 |5 g1 S- P: f3 y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。9 J8 X) C' E. U( x6 {

    ( |9 Z5 j4 I5 H% X. W; F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。
      K. y- p6 ?+ D1 M; f1 C% _
    - G) U9 ?( Y! s8 e3 t$ x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
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    [LV.Master]无

    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 显示全部楼层
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05' K* P2 x! [2 y" F- q; E: N
    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。! D* n$ N9 M, @
    不过就电饭煲而言,不会去测压力 ...
    # A$ ?* h/ Y+ M1 j( s' A
    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

    发表于 2015-2-8 12:18:26 | 显示全部楼层
    橡树村 发表于 2015-2-7 22:19. |) C+ t+ Z: Q  x' P/ F
    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。9 |4 y/ m$ J, @3 Q4 ^

    ) B: W9 N0 D9 p7 l: e" u. F: b: K比如装置的体积略微大一点 ...
    , F/ d6 c" h9 @! w  [. D8 c) g
    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

    发表于 2015-2-8 12:29:40 | 显示全部楼层
    橡树村 发表于 2015-2-8 12:13
    + {; k7 s" W6 l, X' R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 ...

    ! W& `! N! |+ i: o" G* A0 B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

    发表于 2015-2-8 12:40:06 | 显示全部楼层
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:295 v  k; ~0 w' E0 c# i& [7 [
    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 ...
    7 V% @) r1 i3 G! I3 d
    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: 1769 天

    [LV.Master]无

    发表于 2015-2-8 13:14:44 | 显示全部楼层
    橡树村 发表于 2015-2-8 12:404 F: u% m: i7 \& w' l2 G4 P
    看了看维基的词条,发现这的确也能算上模糊控制,简化的。
    ! o. w0 b6 N0 j$ T( C/ u* {2 S7 S
    哈哈。日本人真能忽悠,国人也真能被忽悠。3 j$ \& J9 S" q
    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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