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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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晨枫

该用户从未签到
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
, m& h5 v$ i( U. ?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。- S# z# N! s- u

- }* u3 l- p  r( b! ?) j1 A& o0 H比如装置的体积略微大一点 ...
, b5 t; t7 U8 l- L, w
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……
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橡树村
  • 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
    * b* K" H) K- ^( x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 ...
    4 |. C7 G4 W+ n
    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。# i. l9 g- T0 g

    ' L& b5 ]1 m" l& u6 U; ^/ U, ~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。
    $ b2 A  R. I: M$ ~% V$ p! r1 T" r4 V' ~9 S1 T7 E) e; u" W
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    晨枫

    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
    , l5 z# N, l  J1000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 ...

    ( s3 N( d2 I3 T% R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。
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    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/ `' b7 ^* u9 ]% @  o2 a. {
    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。 ...

    ! B3 ~* {3 a8 Z( e& q! _, F4 ]  }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
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    穿着裤衩裸奔
  • TA的每日心情
    怒
    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/ z4 M1 B% u1 H/ u4 z# c
    多谢。成本呢？哪个高一些？- B) s9 Z0 B6 z3 L& B. }1 l' O
    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 t1 w" J( x9 Q# I ...
    0 q' d7 J( u/ d6 H+ y6 t% R2 A1 R
    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
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    qyangroo
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05

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    [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。
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    qyangroo
  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05

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    [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。
    & m7 i+ n& r5 p3 E8 w3 @- }- H% v  s9 a! p6 }& Z
    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。
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    晨枫

    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 11:571 p& x" Z/ Q8 u# Z7 U" Z
    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 ...

    # w) ^7 J% Y# M- F, }5 R  }斩波怎么能没有功耗？
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    燕庐敕
  • TA的每日心情
    怒
    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
    + B# R0 z5 b5 o* w4 N5 r, C2 D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 ...
    3 a- s( h" s+ O4 G: n; F9 j7 m
    拍脑瓜，拍大腿～～～～0 V, `3 F0 N9 f# g& ]4 n

    7 \* w2 B" Y5 }2 O# b3 F决策的方法多了去了。
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    沉宝

    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 o' q, g5 m0 G  U1 q9 R
    晨枫 发表于 2015-2-7 23:54
    8 n6 `8 \3 f) F1 r9 S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 ...
    3 }) i% x* f- x* T
    0 e# e. P. w. f/ N$ m' U4 B
    晨大，不太对吧？6 a5 X  s4 K; u# K5 h  t
    ' P9 q) B+ S- B8 T) K
    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。' S+ x; |) P; y4 }. `% V6 k
    9 b; ]  J: h5 K1 |1 W
    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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-1 03:57

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    [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* _' P( x1 Z0 B; n5 h2 K
    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（ ...
      T2 \$ Y0 d1 O
    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。
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    晨枫

    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 8 D2 F3 X0 Y) n9 G; H3 V: ~0 t( q
    沉宝 发表于 2015-2-7 20:36
    7 X" r7 H$ X* t& R9 S% a  Q晨大，不太对吧？
    ( ^7 M/ O3 W* w- _, z
    $ e; F3 c! S0 H. B  E$ B  c9 S/ b3 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 ...
    ' u1 J- Z+ q) O4 x% X
    . K$ d8 ]( s( T/ v. v$ u2 E
    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。
    # E2 h# k% e9 ~" t- {5 ^. n! L' ?
    连续线性系统的向量通式为- |# {5 c$ w  ]1 j$ t# `/ B
    X_dot=AX+BU
    * }5 C/ R5 S7 D) Y& b( \Y=CX
    & V7 }% g; Q) `# y* VX_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。
    # j; J+ p& U6 A7 O3 l: }. I$ C' d
    / F3 h6 M% d, t; u* d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。$ F% S/ i0 r! \/ l0 B, B  k
    % i" d$ d5 _& U) X1 O. e5 i9 h6 z
    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
    晨枫
    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
    四处乱晃
    涨姿势: 5
    看到符号就头晕，看不懂。  发表于 2015-2-8 13:18
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    沉宝

    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
    ( Q7 V$ B- t3 L; o! P- m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 ...

      x9 D/ Q) M# s2 ~5 h& f看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。% `/ N5 ?8 N/ R" k& Y

      m- l- t# v7 n" P  Z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。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-1 03:57

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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- m" J8 S4 }% m" k, ]
    有控制专业的来说啦。
      i: V' I3 ?9 F4 {2 T7 s' w7 f* B% H0 ?( ]- B2 d- \
    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 ...

    6 z0 K8 z* S9 N2 g! o. j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& G& g1 F7 C( B1 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。
    ! p  v/ Z7 Z% @7 M" Z- O% N! ?* {
    不过模糊控制在唬人方面，那肯定是遥遥领先的。
    3 ~( j( d$ R, n; {4 h2 V# h/ w
    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。
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    橡树村
  • 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 11:506 f/ |9 e$ p, l7 p
    看来我对离散系统的概念有误，叫sampled data system就清楚多了。9 t' s9 X, [6 [8 o# @

    % G% q8 q5 `. y' n: E( ^对于Bang-Bang系统是否线性仍然有异议 ...

    ' N" F# A, p& m2 g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。
    - m2 v7 S- v1 l/ b5 z9 a
    2 D: s6 D4 E% r" Y( m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) o, H3 p0 Z( x! U9 n( m) p: ^' S  r* l! V! t
    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。
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    橡树村
  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-1 00:01

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    36#
    发表于 2015-2-8 12:13:15 | 只看该作者
    Sichuluanhuang 发表于 2015-2-8 12:05
    4 L: N! i# e. n" F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。
    5 v$ P6 o1 P+ b) }0 o不过就电饭煲而言，不会去测压力 ...

      ?# f5 H" L8 C9 }/ O& 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
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-1 03:57

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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 22:194 x6 S) T. @- W# y# B5 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。
    3 `5 m0 V% H0 O- u3 c1 T: S5 P* I+ m
    ! v. ]) f6 z) o( m( V0 l+ g比如装置的体积略微大一点 ...
    " L( E( F) U6 u$ d
    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。
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    四处乱晃
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    擦汗
    2025-5-1 03:57

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    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
    3 ]2 A5 _0 t4 U. I8 @( b/ ^/ 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 ...

    6 U0 d- D: k! ?) ]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。
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    橡树村
  • 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 12:29
    8 z9 l9 ~# A* B6 t6 S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 ...
    ( H3 U2 i/ `1 Y1 J' b0 p# g7 T
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
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    四处乱晃
  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-1 03:57

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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, }, M$ D* v+ \" }/ q
    看了看维基的词条，发现这的确也能算上模糊控制，简化的。
    2 E  E. t; _* F, l0 ]
    哈哈。日本人真能忽悠，国人也真能被忽悠。
    2 Q! @9 t- k9 b( U/ e# b' j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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